[发明专利]一种吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种吸附材料及其制备方法和应用。一种吸附材料，吸附材料为海藻酸盐和有机金属骨架复合材料；有机金属骨架为NUS‑8。本发明的吸附材料对废水中染料实现有效分离，且吸附过程简单，吸附后与水体易分离。本发明的吸附材料的制备方法简单，操作方便。本发明的金属有机骨架制备方法简单，不需要在高温下进行反应，在室温条件下进行反应，安全性高、节能环保。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，具体涉及一种吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

染料在给人们的生活带来绚丽多彩的颜色并产生巨大经济效益的同时，也产生大量对环境有害的染料废水，染料废水排放到环境水域中，导致自然水域的污染。某些染料在浓度较低时就能使接受水体产生明显的颜色，因此即便是少量的染料也会污染大面积水域。随着染料工业的不断发展，其生产废水已成为主要的水体污染源。染料大多数由有害的化学物质诸如联苯胺、金属等构成，某些染料具有致癌和致突变的作用，这些废水在排放到水域前必须经过处理。

金属有机骨架材料(Mental Organic Frameworks，MOFs)是由含氧、氮等的多齿有机连接体(大多为芳香多酸和多碱)与金属离子自我组装而成多维周期性网络结构的晶体材料，一般以金属离子为连接点，有机配体位支撑构成空间三维延伸；不同的金属离子或不同氧化状态的同种金属离子，与不同类型的有机配体反应，可生成不同骨架结构。金属有机骨架(MOF)结构和孔径的多样性以及高表面积和吸附亲和力使MOF在节能环保地分离混合物方面具有巨大潜力。

发明内容

本发明的目的之一目的在于提供一种吸附材料，本发明的目的之二在于提供这种吸附材料的制备方法，本发明的目的之三在于提供这种吸附材料的应用，本发明目的之四在于提供一种吸附废水中染料的方法。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明第一方面提供了一种吸附材料，吸附材料为海藻酸盐和有机金属骨架复合材料；有机金属骨架为NUS-8。

优选的，这种吸附材料中，吸附材料的直径为1.5-3mm；进一步优选的，吸附材料的直径为1.5-2.5mm；再进一步优选的，吸附材料的直径为1.8-2.0mm。

优选的，这种吸附材料中，海藻酸盐和有机金属骨架的质量比为(4-2500)：1；进一步优选的，海藻酸盐和有机金属骨架的质量比为(4-100)：1；再进一步优选的，海藻酸盐和有机金属骨架的质量比为(4-49)：1；更进一步优选的，海藻酸盐和有机金属骨架的质量比为(4-20)：1。

优选的，这种吸附材料中，海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钾中的至少一种。

优选的，这种吸附材料中，有机金属骨架的制备方法如下：

1,3,5-均苯三甲酸(H₃BTB)、金属盐溶液与溶剂混合，室温下反应，得到有机金属骨架。

进一步优选的，这种有机金属骨架的制备方法，金属盐为锆源、铪源中的至少一种；再进一步优选的，金属盐为ZrCl₄、HfCl₄中至少的一种；更进一步优选的，金属盐为ZrCl₄。

进一步优选的，这种有机金属骨架的制备方法，1,3,5-均苯三甲酸与金属盐的摩尔质量比为1：(0.8-1.2)；再进一步优选的，1,3,5-均苯三甲酸与金属盐的摩尔质量比为1：(0.9-1.1)。

进一步优选的，这种有机金属骨架的制备方法，溶剂包括水、乙酸、甲醇和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的至少一种；再进一步优选的，溶剂为水、乙酸、DMF混合液；更进一步优选的，DMF、水和乙酸的体积比为5：(1-2)：1；在本发明的一些优选实施例中，DMF、水和乙酸的体积比为5：1.5：1。