[发明专利]一种芦苇基MOFs复合晶态吸附材料的制备方法

说明书

本发明属于MOFs材料应用技术领域，尤其涉及一种芦苇基MOFs复合晶态吸附材料的制备方法。本发明利用芦苇纤维作为MOFs材料的基底以及芦苇纤维的特性，不仅在降低MOFs材料的制造成本的同时，使其晶体不易破碎且对大气中的甲醛有明显的吸附作用，为未来的大气污染治理提供了可靠的依据，具有巨大的推广和应用价值。

技术领域

本发明属于MOFs材料应用技术领域，尤其涉及一种芦苇基MOFs复合晶态吸附材料的制备方法。

背景技术

金属—有机框架材料(MOFs)，也称为多孔配位聚合物(PCPs)，是一类由金属中心或者金属簇与有机配体以配位键的形式连接形成的晶体复合材料。相比于其他多孔材料，例如已知的分子筛、介孔硅、活性炭等，MOFs具有更大的比表面积(高达6000m2·g-1)，而且因为其自身独特的化学多样性，可设计骨架结合度高的、永久的孔隙度的材料。另外，MOFs的结构、多孔性和孔结构也可随金属或者配体的不同而进行调控，同时还可以进行功能化修饰改性。这些优异的特性使得MOFs材料在吸附与分离、催化和传感器等领域具有巨大的潜在应用价值。

目前，大气中的各种有害气体和固体粉尘污染物，严重危害人体健康和社会环境。MOFs在吸附领域的特点，使其在大气污染治理中具有巨大的实际研究前景。但MOFs制备成本普遍昂贵，晶体形态易碎，在实际应用中受到很大的局限。为此，如何解决MOFs所存在的技术问题，使其能够得到更好的应用在大气环境治理中是目前MOFs材料应用技术领域重点的研究方向。

发明内容

本发明针对上述的MOFs制备成本普遍昂贵，晶体形态易碎的技术问题，提出一种设计合理、方法简单、成本低廉且晶体形态稳定的芦苇基MOFs复合晶态吸附材料的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种芦苇基MOFs复合晶态吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

a、首先称取目数在50～2000目的芦苇纤维加入到盛有水的烧杯中搅拌均匀；

b、然后向烧杯内加入带羧基、羟基、氨基、杂环类的芳香或脂肪类有机分子或天然有机分子的有机配体以及蛋白质类添加剂或淀粉类添加剂搅拌均匀；

c、然后，将Cu²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Co³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺中的一种或几种混配离子的硝酸盐溶液、盐酸盐溶液或硫酸盐溶液缓慢加入到烧杯中，再加入的同时不断进行搅拌；

d、待搅拌均匀后，离心分离，用去离子水洗涤，自然风干或烘干之后收集芦苇基MOFs复合晶态吸附材料。

作为优选，所述蛋白质类添加剂为动物蛋白或植物蛋白。

作为优选，所述淀粉类添加剂为红薯淀粉、绿豆淀粉、糯米淀粉、玉米淀粉、大豆淀粉或麦类淀粉中的一种。

作为优选，所述硝酸盐溶液、盐酸盐溶液或硫酸盐溶液中金属离子与有机配体的摩尔比为1：1～6。

作为优选，所述蛋白质类添加剂或淀粉类添加剂的添加量为0.1～10mg/mL。

作为优选，所述硝酸盐溶液、盐酸盐溶液或硫酸盐溶液与芦苇纤维的质量比为1：10～100。

作为优选，所述d步骤中，待搅拌均匀后，磁力搅拌器上继续搅拌15min,再以8000r/min的速度离心5min，用去离子水洗涤，自然风干24h之后收集芦苇基MOFs复合晶态吸附材料。

作为优选，所述d步骤中，待搅拌均匀后，移至水热反应釜中，80℃水热反应48小时，降至室温，离心分离，蒸馏水洗涤，烘干，制备得到芦苇基MOFs材料。