[发明专利]一种含S金属有机框架材料的制备及其应用

说明书

本专利公开了一种可循环使用吸附水溶液中Au(III)离子的新材料。利用六水合硝酸锌与2,5‑噻吩二甲酸通过溶剂热反应制备了一种金属有机框材料（2,5‑TP），在水溶液中对Au(III)离子进行吸附。通过调控水溶液的pH值、吸附温度、金离子浓度、吸附剂量、吸附时间，能够使2,5‑TP对Au(III)的最大吸附量超过1000 mg/g，吸附率可达到95%。与其他吸附分离技术和材料相比，该吸附剂合成方法简单，吸附量大，重复使用性能好，对环境污染小，为贵金属的回收利用提供了一种可行的新方法。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，特别涉及一种含S金属有机框架材料2,5-TP的合成及其吸附分离水溶液中的Au(III)离子的方法。

背景技术

贵金属在自然界的含量极低，通常与其他矿藏共生。传统获取贵金属的手段效率低，能耗高，导致贵金属的回收的产量难以提高，而人类对于贵金属的需求量却日益增加。为了应对贵金属资源的供需矛盾，回收贵金属必将成为未来的发展方向。贵金属的回收，不仅能够使稀缺的资源得到重复使用，并能为社会带来巨大的经济效益，且为生态环境的保护起到了促进作用。这一举措，有利于建设生态文明社会，促进国家经济发展和科技进步。

金在是应用最为广泛的贵金属之一，具有优异的物理、化学性能，如耐高温氧化、耐腐蚀、耐电性能、导电性良好、较高的催化活性和较强的协调能力等等。在工业应用中，金因其广泛的用途和不可或缺功能，被称为工业维生素。目前，应用于金分离的方法有化学沉淀、膜过滤、离子交换、吸附、电解和生物处理等。在上述方法中，吸附法因为运行成本低、操作简单、环境影响小、易于工业化等优点，被广泛的用于贵金属的分离。

本研究利用六水合硝酸锌和2,5-噻吩二甲酸制备了一种新型的金属有机框架材料2,5-TP，利用其表面裸露的S和Zn-OH作为吸附位点，对水溶液中Au(III)展现出高效选择性吸附。

发明内容

发明的目的是合成一种吸附容量大、选择性高，重复利用性能好的新型贵金属Au吸附剂——2,5-TP，

本发明采用的技术方案是：

（1）合成2,5-TP：将一定量的六水合硝酸锌与2,5-噻吩二甲酸混合完全溶解于一定量的DMF溶液中(摩尔比为2.5:1:2)，反应温度为140 ℃，反应时间为72小时。反应完成后，冷却至室温，抽滤得到合成的固体粉末，用甲醇清洗三次，置于真空干燥箱中80℃干燥一夜，得到2,5-TP产品。（2）配置一定浓度的Au(III)溶液，调节不同的pH后，加入一定量的2,5-TP作为吸附剂，在一定温度下，置于恒温水浴振荡器中充分搅拌一定时间，吸附完成后，取一定量样品用原子吸收光谱仪进行吸附前后的浓度测定，并计算吸附量和吸附率。(3) 取一定量吸附后的2,5-TP材料，加入到一定量的有机溶剂中，在一定温度下，置于恒温水域振荡器中充分搅拌一定时间，脱附完成后，过滤并烘干，进行下一次吸附。

本发明相比现有技术有如下优势：

（1）2,5-TP晶体结构完整，能有效的吸附水溶液中的Au(III)离子，吸附量达到1000mg/g以上。（2）2,5-TP材料经过脱附后可重复循环利用，是一种节约型材料，能够减少废物污染，带来更高的经济效益。（3）新型吸附剂2,5-TP的合成条件温和、方法简单、原料成本低。

附图说明

图1为2,5-TP材料的扫描电镜图。

图2为吸附等温线。

图3为2,5-TP对金离子的选择性吸附性能。

图4为2,5-TP的重复利用性能。

具体实施方案

实施例1