[发明专利]一种二维层状水稳定染料吸附剂及制备方法

说明书

本发明提供了一种二维层状水稳定染料吸附剂及制备方法。使用有机配体2,3‑二(4‑氨基‑3‑甲基苯甲酸)‑1,4‑喹喔啉(H₂QDAB)。所得化合物化学分子式为[Zn(QDAB)(H₂O)]·2H₂O，在溶剂热温和条件下，准确称量有机配体H₂QDAB与Zn(NO₃)₂·6H₂O在DMF和水的混合溶液中，在加入NaOH条件下，经由热反应得到有机‑金属骨架晶体。此金属‑有机骨架材料有较好的水稳定性，对有机染料分子甲基蓝和结晶紫两种染料吸附效果较好，而对罗丹明B和甲基橙吸附能力较弱，显示出一定的选择性吸附作用，可用作有机染料分子的除去。此外，由于其独特的结构特点，有望在气体吸附分离上进行应用。

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2,3-二(4-氨基-3-甲基苯甲酸)-1,4-喹喔啉为配体的一种二维层状染料吸附剂及制备方法。

背景技术

随着各种染料的广泛使用,大量染料在生产和使用过程中释放到环境中,这些染料多数极其稳定,进入环境水域中后难以自然降解，造成受污染水域色度增加,影响入射光线量，进而影响到水生动植物的正常生命活动,破坏水体的生态平衡。更为严重的是染料多为有毒物质，具有致癌致畸效应，其排放到环境中将对人类和其他生物的健康构成极大的威胁。如何有效消除染料的环境污染成为社会关心的重要问题。

目前，人们已经研发了光降解、微生物降解、物理吸附等几种方法等方法除去水中有机染料，达到净化修复环境的目的。其中，物理吸附的方法由于工作效率高、成本低、操作简单、可回收再利用等优点，被认为是的最有效的染料去除方法之一。作为一种新型的有机-无机杂化多孔材料，金属-有机骨架(MOF)具有热稳定性好、孔尺寸以及孔的性质可以通过有机配体修饰而调控等优点，受到人们的广泛关注。由于有的MOF水稳定性差，如IR-MOF-3系列化合物，客观上限制了其在有水环境的使用，制备合成水稳定性好的MOF有重要的意义。在另外一个方面，在MOF上有目的地引入未配位的活性基团(如氨基、羧基、磺酸基、羟基等)，以及不饱和金属位点，将有利于增强MOF的吸附性能。使其在气体分离，染料吸附上显示出更高的吸附能力，甚至达到选择性吸附的目的。设计合适的配体，通过适当的合成同时具有不饱和金属配位点和未配位活性基团的稳定性高的MOF具有重要实践意义，有望在染料、气体吸附和分离等应用上取得更好的效果。为此，我们有目的的使用2,3-二(4-氨基-3-甲基苯甲酸)-1,4-喹喔啉(H₂QDAB)为配体，控制条件，在溶剂热条件下，得到一个二维双层状的稳定孔洞化合物，[Zn(QDAB)(H₂O)]·2H₂O，该化合物不仅具有不饱和Zn配位点，而且由于质子转移，使得孔洞壁上产生未配位活性N-H基团。现申请公开这一新型二维层状水稳定的吸附材料的制备方法。

发明内容

本发明提供了一种稳定的二维双层状染料吸附剂的制备方法，本发明方法的目的在于提供一种具有良好稳定性、适当的孔径、和具有选择性吸附性能的MOF材料吸附剂。

1.本发明的一种基于2,3-二(4-氨基-3-甲基苯甲酸)-1,4-喹喔啉(H₂QDAB)为配体的Zn金属-有机骨架水稳定二维层状染料吸附剂，其化学式为化学结构式为[Zn(QDAB)(H₂O)]·2H₂O。