[发明专利]基于磁性金属有机骨架的贵金属离子吸附材料及制备方法

权利要求书

1.一种基于磁性金属有机骨架的贵金属离子吸附材料，其特征在于：MOFs的中心金属为Zr，有机配体为对苯二甲酸或其衍生物，表达式为Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能团。

2.根据权利要求1所述的基于磁性金属有机骨架的贵金属离子吸附材料，其特征在于：该材料中Fe₃O₄的含量为1％～50％，材料具有磁性；Fe₃O₄外包覆SiO₂，Fe₃O₄的粒径为5-50nm,SiO₂壳层的厚度为1-30nm。

3.根据权利要求1所述的基于磁性金属有机骨架的贵金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于：包括步骤如下：

(1)将NaHCO₃溶液与三价铁盐溶液按比例混合后反应，待生成砖红色沉淀后，逐滴向混合物中加入还原剂溶液，待砖红色沉淀变成黑色后，将混合物转移至反应釜中，在干燥箱中加热至120～200℃并保持4～24h，所得产物先用乙醇洗涤3次，随后用去离子水洗涤3次，真空干燥后即为Fe₃O₄纳米粒子；

(2)将步骤(1)中得到的Fe₃O₄纳米粒子加入水和乙醇的混合溶液中分散均匀，加入氨水调节溶液pH值为8-10，在搅拌作用下逐滴加入稀释后浓度为10-50％的原硅酸四乙酯，并持续搅拌，所得产物经磁分离后得到磁性纳米粒子Fe₃O₄@SiO₂，先用乙醇洗涤3次，随后用去离子水洗涤3次，烘干后备用；

(3)将步骤(2)中得到的磁性纳米粒子Fe₃O₄@SiO₂加入N,N-二甲基甲酰胺中，加入ZrCl₄和BDC的混合物或ZrCl₄和BDC衍生物的混合物，继续超声至分散均匀，将混合物转移至反应容器中并加入一定量的冰醋酸，经油浴加热至100～140℃并保持4～24h，所得产物经离心分离后先用DMF洗涤3次，随后用乙醇和去离子水分别洗涤3次后烘干，即为Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能团。

4.根据权利要求3所述的基于磁性金属有机骨架的贵金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中三价铁盐为FeCl₃、Fe₂(SO₄)₃、Fe(NO₃)₃及其他水溶性铁盐中的一种；还原剂包括维生素C、尿酸、谷胱甘肽、维生素E；三价铁盐、NaHCO₃、还原剂的摩尔比为(1-6)：(3-18)：1。

5.根据权利要求3所述的基于磁性金属有机骨架的贵金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中水和乙醇的混合溶液中水和乙醇的体积比为1：(4-5)。

6.根据权利要求3所述的基于磁性金属有机骨架的贵金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中BDC衍生物包括2-氨基对苯二甲酸、2,5-巯基对苯二甲酸；ZrCl₄和BDC的混合物或ZrCl₄和BDC衍生物的混合物中ZrCl₄和BDC或ZrCl₄和BDC衍生物的摩尔比为1：1。

7.根据权利要求3所述的基于磁性金属有机骨架的贵金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中Fe₃O₄@SiO₂、ZrCl₄、BDC或BDC衍生物的质量比为(1-10)：8：(5-6)，冰醋酸与DMF的体积比为(1～5)：100，反应容器中溶液pH值为2～6。

8.根据权利要求1所述的基于磁性金属有机骨架的贵金属离子吸附材料，其特征在于：该吸附材料吸附的贵金属离子包括金、铂、钯、铑，具体吸附步骤如下：

(1)将合成的磁性Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能团与含有贵金属离子的溶液混合0.1-24小时，然后通过磁分离将Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能团与溶液分离；

(2)分离后将所得的磁性Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能团与硫脲溶液混合1-24小时，得到回收的贵金属离子，并将磁性Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能团经乙醇和去离子水洗涤后，烘干备用，得到再生的磁性Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能团重复用于贵金属离子回收。