[发明专利]一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种负载Fe‑MOF的活性炭纤维材料的制备方法，本发明将高比表面积、高孔隙率且孔体积和孔径可调的Fe‑MOF负载在活性碳纤维上制成功能纤维材料，该方法工艺简单，操作方便，原料成本低，综合利用活性炭纤维及Fe‑MOF的优良性能，对印染废水中高浓度有机染料具有优异的脱色效果；将Fe‑MOF负载到活性炭纤维上，可以解决粉末状Fe‑MOF在废水处理中难回收再利用的困难，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，产生了大量有毒有害的污染物，严重威胁着人类赖以生存的生态系统和人类的生存发展空间。目前人们在去除环境污染物方面已经做了很多努力，并发展了多种环境污染治理技术。印染行业作为纺织工业重要的组成部分，是纺织品生产链中产品深加工、提升品质、功能和价值的重要环节，是高附加值服装面料、家用纺织品和产业用纺织品等产业的重要技术支撑。但印染废水量大，污染重，是典型的难处理的有机废水，尤其是色度高。

活性炭纤维是一种高效的吸附材料，其比表面积大，内部有着大量相互贯通复杂的微孔结构。活性炭纤维耐高温、耐腐蚀，化学稳定性好，适应性强，无论污染物质是微量级还是高浓度，都可采用活性炭纤维进行吸附处理，达到满意效果，在很多领域中可广泛应用。目前市售的活性炭纤维以微孔为主，这就限制了其在大分子吸附领域的应用，特别是在液相吸附领域的应用。

金属有机框架材料(MOFs)是一类由有机配体和金属离子通过自组装形成具有周期性网络结构的材料。与传统的无机材料相比，MOFs具有比表面积高、孔形状规则、稳定性良好、孔道尺寸可调节等优点，利用MOFs吸附去除环境污染物的研究受到人们的广泛关注，其中Fe-MOFs用于环境治理中去除水中有机污染物的研究有很多，Fe-MOF大多以吸附剂、催化剂的方式应用于有机污染物的去除。虽然其性能优异，但存在着易团聚，不易回收等缺点。CN108607610A一种可磁回收的Fe-MOF光催化剂的制备方法及其应用，利用材料具有一定的磁性，使材料可以回收重复利用，但必须通过外加磁场来实现分离回收。

为解决上述问题，本发明将Fe-MOF负载到活性炭纤维上，制得的功能材料既具有Fe-MOF和活性炭纤维的优良性能，又可解决Fe-MOF粉体材料负载困难和回收利用不易等问题，而且该方法简单便捷，可大范围批量生产，在污水处理方面具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，包括以下步骤：

A、活性碳纤维预处理；

B、活性碳纤维上原位生长Fe-MOF。

优选的，所述步骤A具体方法为：活性碳纤维先用95-100℃热水煮10-15min，除去纤维上残留的水溶性杂质，然后将活性碳纤维浸入丙酮中超声10-15min，进一步除去纤维上残留的油性杂质，再用蒸馏水清洗3次，烘干后备用。

优选的，所述步骤B具体方法为：

a.将4-6mmol均苯三甲酸加入到15-20mL 1M NaOH溶液中，超声5-10min，得到溶液A；

b.将0.3-0.5g经过预处理的活性炭纤维加入到溶液A中，超声5-10min；

c.将6-8mmol七水合硫酸亚铁加入到50-60mL蒸馏水中，超声5-10min，得到B溶液；

d.将B溶液缓慢滴加至浸有活性碳纤维的A溶液中，室温搅拌，反应20-24h，反应结束后将活性炭纤维取出，用水清洗，烘干。

优选的，所述的活性炭纤维为活性炭纤维布或粘。