[发明专利]一种氨基/巯基共改性MIL-101(Fe)吸附剂的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及一种氨基/巯基共改性MIL‑101(Fe)吸附剂的制备方法及其产品和应用，即采用溶剂热法将含有氨基和巯基基团于MOF上进行原位修饰，通过引入氨基和巯基基团来改变MIL‑101(Fe)材料的孔壁结构，有效增加吸附位点，促进修饰官能团上S原子与氨基同重金属离子配位，从而大幅度地提升吸附速率。而且该吸附剂吸附前后未破坏其原有骨架结构，具有较好的水稳定性，通过改性可以实现MOFs吸附剂对重金属离子的更强吸附及稳定循环利用。该复合吸附剂体系简单，具有较大的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种氨基/巯基共改性MIL-101(Fe)吸附剂的制备方法及其产品和应用，可以有效提高对水中重金属离子进行高效吸附，用于污水处理领域。

背景技术

近年来，环境问题的日益突出，特别是重金属离子污染，严重威胁着人类健康和生态环境。处理重金属离子的方法有很多，吸附法是去除水中重金属离子最常用且有效的方法之一，利用吸附剂的大比表面积和丰富的孔道结构，或其表面带有的各种活性基团与吸附质之间的物理化学作用，从而达到选择性富集的目的。针对高性能吸附剂的开发，研究人员研发出壳聚糖及其衍生物、功能性黏土、沸石、高岭土等吸附剂，大多存在吸附材料比表面积有限，对重金属离子吸附容量低、吸附速率慢、功能化过程也较复杂，且稳定性不高等缺点。

MIL-101具有很高的孔隙率和比表面积，孔道易调、易功能化，但是MOFs材料在水溶液中稳定性差，极大地限制了污水处理方面的应用。而且MOFs材料存在空间位阻或缺少多余的配位点，导致其对重金属离子的吸附量不高。为此，开发稳定性强、高吸附容量的MOFs吸附剂用于复杂水环境的治理是我们亟待解决的难题。

本申请专利中提出了一种氨基/巯基共改性MIL-101(Fe)吸附剂的制备及其产品和应用，通过氨基、巯基的官能团对MIL-101(Fe)材料改性，使其表面有更多的吸附位点，促进MIL-101(Fe)表面上修饰的氨基和巯基基团与重金属离子螯合配位，从而大幅提高其吸附能力。

发明内容

针对目前MOFs材料在水中不稳定以及吸附效率不高等问题，本发明目的在于

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的包裹IR780@硅质体产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种氨基/巯基共改性MIL-101(Fe)吸附剂的制备方法，将含有氨基和巯基基团于MOF上进行原位修饰，有效增多MIL-101(Fe)吸附材料表面的吸附位点，提升吸附速率的同时不破坏骨架结构，可提高其水稳定性，实现MOFs吸附剂对重金属离子的更强吸附及稳定循环利用，包括以下步骤：

（1）首先，在磁力搅拌下，将Fe(NO₃)₃·6H₂O加入到DMF溶剂中进行溶解，再按照Fe(NO₃)₃·6H₂O：氨基对苯二甲酸：巯基乙醇摩尔比为2:1:（0.5～1）添加氨基对苯二甲酸和巯基乙醇配体，超声处理30min，待充分混合后将溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，进行溶剂热反应；

（2）待反应结束后自然冷却至室温，对产物进行抽滤、洗涤，在40～60℃温度下用无水乙醇进行活化后，趁热过滤；

（3）最后，将产物置于烘箱中干燥，待除去表面水分后再置于冷冻干燥箱中冷冻干燥，即可得到氨基/巯基共改性MIL-101(Fe)吸附剂。

其中，步骤（1）中，溶剂热反应温度为120～150℃，反应时间为24～72h。

步骤（2）中，所述的活化时间为3~6h。

步骤（3）中，烘箱中的干燥温度和时间分别为70℃和30min。

步骤（3）中，冷冻干燥时间为24~48h。