[发明专利]一种处理染料污水的吸附材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种处理染料污水的吸附材料及其制备方法，是将铜盐和有机配体置于有机溶剂中，搅拌制得混合物A；将非铜金属盐和有机配体置于有机溶剂中，搅拌制得混合物B；将混合物A、B混合，密闭后进行加热处理，冷却后取出，进行真空干燥；将干燥后物料置于有机溶剂中活化，干燥后得到吸附材料。本发明使得吸附材料中非铜基金属有机骨架材料在铜基金属有机骨架材料上均匀生长，二者在配位过程中交织穿插，增强了骨架稳定性，避免金属离子的流失。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种处理染料污水的吸附材料及其制备方法。

背景技术

我国已经成为全球最大的染料生产国，每年染料产量高达15万吨，环境隐患非常严峻。随着染料结构的日趋复杂，含有染料的污水处理过程也趋于复杂。吸附法处理染料污水是工业上常用的方法之一，它可以选择性的吸附染料分子，对于难降解染料污水尤为适用，而且脱色效果明显。吸附剂是吸附法处理染料污水的技术核心之一，传统的吸附剂主要有硅藻土、焦炭、活性炭、纤维素、树脂和沸石等，这些吸附剂普遍存在吸附容量较低、无选择性及再生困难等问题。为此，研究人员致力于寻找可以高效处理染料污水的新型吸附材料。

金属有机骨架材料（Metal-organic framework，MOF）作为一种新兴的多孔吸附材料，与传统吸附材料比较，拥有更大的比表面积、可调控的孔径、孔容以及组装方式，因此受到关注。铜基金属有机骨架材料Cu₃(BTC)₂也称作HKUST-1，由于具有较高的比表面积和孔容积，以及大量不饱和活性位点，因此广泛应用于气体分子和液体分子的吸附分离。但是，HKUST-1容易与水分子结合，导致其不饱和活性位点数量及骨架稳定性下降，所以有必要对HKUST-1进行结构改性、调整，以提高其耐水、耐热稳定性及染料污水的吸附处理能力。

CN106669615A公开了一种金属有机骨架与一价铜盐的复合吸附材料及其制备方法与应用。由三水合硝酸铜提供骨架中心离子，由1,3,5-苯三甲酸提供骨架配体，以N,N-二甲基甲酰胺、乙醇和水为溶剂，采用水热合成法制得HKUST-1金属有机骨架材料，将其于80℃～120℃真空干燥4h～24h后备用。对一价铜盐进行提纯处理、初步研磨后与HKUST-1混合再次研磨，于惰性气氛下150℃～200℃焙烧2h～12h，得到一价铜盐与HKUST-1组成的复合材料。其中，HKUST-1有很高的比表面积，可以与甲基橙等偶氮苯染料形成物理吸附，一价铜盐均匀分散在HKUST-1表面，有利于提高其对有机染料的吸附容量。但是，一价铜盐与HKUST-1的结合方式属于物理过程，并未形成牢固的化学键合力，长期使用后一价铜盐会逐渐流失。此外，该复合材料也未能改善HKUST-1耐水稳定性差的本质。

CN105107463A公开了一种磷钨酸复合材料的制备及对亚甲基蓝吸附性能实验方法。首先制备Dawson型磷钨酸，再将0.149g六水合硝酸锌、0.0166g对苯二甲酸和0.05g磷钨酸加到反应釜中，然后加入N,N-二甲基甲酰胺，室温搅拌30min，将反应釜转移到烘箱反应21h，温度120℃，结束后冷却至室温。将反应产物离心分离，用N,N-二甲基甲酰胺洗涤5～6次，对所得物真空干燥12h，温度80℃，得到吸附剂磷钨酸/MOF-5复合材料。但该复合材料并没有对MOF-5金属有机骨架材料耐水稳定性差有所改善，少量介孔结构生成也未能彻底提高亚甲基蓝的扩散速率，即磷钨酸/MOF-5复合材料对于亚甲基蓝的吸附容量有限。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种处理染料污水的吸附材料及其制备方法。该吸附材料中非铜基金属有机骨架材料在铜基金属有机骨架材料上均匀生长，二者在配位过程中交织穿插，增强了骨架稳定性，避免金属离子的流失。

本发明处理染料污水的吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将铜盐和有机配体置于有机溶剂中，搅拌制得混合物A；

（2）将非铜金属盐和有机配体置于有机溶剂中，搅拌制得混合物B；