[发明专利]一种微孔水稳定染料吸附剂及制备方法

说明书

本发明属于染料吸附剂制备技术领域，具体涉及一种以1,2,3,5‑苯四甲酸为底物的微孔水稳定染料吸附剂及制备方法。封闭条件下，有机配体H₄BTEC与Cu(NO₃)₂·3H₂O在氨水溶液中，经由水热反应得到有机‑金属骨架晶体。该反应不使用DMF、DME，以及DMA等有机溶剂，减小环境污染。此金属‑有机骨架对有机染料分子对于甲基蓝和结晶紫的吸附效果较好，而对罗丹明B和甲基橙吸附明显较弱，表现出一定的吸附选择性，可用作有机染料分子的去除，同时在此过程中该吸附材料表现出良好的水稳定性。

技术领域

本发明属于染料吸附剂制备技术领域，具体涉及一种以1,2,3,5-苯四甲酸为底物的微孔水稳定染料吸附剂及制备方法。

背景技术

随着工业的迅猛发展，许多污染问题已迫在眉睫，含有有机染料的工业废水就是其中之一。有机染料在纺织印染领域被广泛应用，而大部分有机染料对环境和人体健康都有害，直接排放到环境中难以自然降解，不仅破坏水域生态，而且大多染料都是有毒物质，有致癌致畸效应，对社会造成极大的危害。因此，在处理工业废水时，对染料有效处理非常重要。目前人们已经研发出光降解、微生物降解、物理吸附等多种方法处理水中有机染料污染，达到净化修复环境的目的。其中物理吸附，由于其能达到回收利用的目的，而备受瞩目。金属-有机框架(MOFs)是一类由有机配体和金属离子通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体材料。MOFs材料作为一种新型材料，具有着孔道结构高度规则、孔道尺寸可调节、热稳定性好的特点，并且可在适当条件下引入未配位活性基团和不饱和金属位点，在染料、气体吸附分离等领域有着巨大的优势。

MOFs合成方法有多种，选择适当的合成方法十分重要。例如耗时较长但节能环保容易得到较大尺寸单晶的常温扩散合成法、操作简单生产周期短的水热/溶剂热合成法,无溶剂的机械研磨合成法、快速合成的超声合成法、易于构筑特殊结构的离子液体合成法、电化学合成法以及微波辅助加热合成法等等。由于自然不喜欢“真空”，相对来说使用DMF,DME,DMA,DMSO等高沸点有机溶剂的溶剂热较多，而利用水作为溶剂的绿色合成相对较少。以水为溶剂设计合成水稳定好，染料吸附性能优异的MOFs材料，如何降低MOFs材料制备过程带来的污染，已成为当前科技研究的重点课题之一。本发明使用1,2,3,5-苯四甲酸(H₄BTEC)为配体,以氨水为溶剂，控制合成条件，合成一种水稳定性好的微孔材料，[Cu₇(BTEC)₂(OH)₆(H₂O)₆]·2H₂O,该微孔材料对亚甲基蓝和结晶紫有较高的吸附性能，可能是亚甲基蓝和结晶紫作为离子型染料，染料中含有Cl^-阴离子可以和二级结构单元金属铜簇中的开放位点相互作用，染料的阳离子部分也就紧紧占据在孔道之中，增强了配合物对染料的吸附量。而对罗丹明B和甲基橙吸附性能较弱，体现出一定的吸附选择性。现申请公开这一新型微孔染料吸附材料的制备方法。

发明内容

本发明提供了一种染料吸附剂的制备方法。本发明的目的在于提供一种工艺简便，制备过程污染小、具有良好孔径和选择吸附性的水稳定MOFs染料吸附剂。

1.本发明的一种基于1,2,3,5-苯四甲酸的水稳定染料吸附剂，其特征在于，Cu离子和有机配体1,2,3,5-苯四甲酸在氨水溶液中，水热反应制备而得。其化学结构式为[Cu₇(BTEC)₂(OH)₆(H₂O)₆]·2H₂O。