[发明专利]一种负载ZIF-67的羊毛织物的制备方法及其在印染废水中的应用

说明书

本发明提供了一种负载ZIF‑67的羊毛织物的制备方法和应用，首先利用非离子表面活性剂去除羊毛织物杂质，再将织物放于ZIF‑67前体溶液中，经过原位生长后，最后制备出均匀负载ZIF‑67的羊毛织物。该方法简单有效，原料成本低，综合利用了羊毛织物和ZIF‑67的优良性能，对印染废水中常见的活性染料吸附效果好；将ZIF‑67负载到羊毛织物上，可解决粉末状ZIF‑67在废水中易团聚，不易回收等问题，在样品前处理材料，污染物吸附等发展方向有十分重要的潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及染料吸附剂技术领域，特别涉及一种负载ZIF-67的羊毛织物的制备方法及其在印染废水中的应用。

背景技术

我国是世界上最大的染料生产国和消费国，2020年染料表观消费量为59.66万吨。在纺织印染行业中使用的活性染料种类高达45％，其中10％～15％的染料将会以废液形式排放到环境中。这些有色废水不仅会造成自然水体污染，还会影响水体植物的光合作用，破坏水体生态环境。此外，废水中的染料和染料中间体含有许多致癌性的芳香胺，通过食物链的富集，危害人体的健康。

金属有机骨架材料(metal-orginic frameworks，MOFs)，是由无机金属离子或者金属团簇作为中心位点，与含氧、氮等有机配体相互连接，形成规律性的一种多孔晶体材料。它具有高孔隙率、高比表面积和形态可调控，在催化，传感，吸附分离等领域有重要的研究价值和应用前景。ZIF-67是以Co²⁺为中心离子，2-甲基咪唑为配体的沸石咪唑酯骨架材料。ZIF-67作为一种性能优良的MOFs材料，对甲基橙、亚甲基蓝、刚果红和孔雀石绿等多种有机染料具有超强的吸附能力，但未报道其对印染废水中常见的活性染料的吸附性能。CN112958054 A提出了一种TiO₂@ZIF-67复合纳米材料及其制备方法和应用，该材料具有独特的三维花瓣状结构和带状花瓣的构筑基元，对废水中的甲基橙和刚果红具有较高的去除率，但存在着易团聚，不易回收等缺点。CN 111760555 A提出了ZIF基低温吸附材料的制备方法及应用，该方法在SiO₂@ZIF-67复合材料制备的基础上添加吸附增强相材料，提升复合材料材料对甲基橙的吸附性能，但存在制备工艺复杂，吸附后回收困难等缺点。

为解决ZIF-67粉末易团聚，不易回收等问题。本发明将ZIF-67原位生长到质地轻薄，强度高，成本较低的羊毛织物上，制得负载ZIF-67的羊毛织物。使用该材料吸附活性染料废水操作简单，对含有均三嗪活性基和乙烯砜活性基的染料吸附效果好，在印染废水处理方面有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载ZIF-67的羊毛织物的制备方法，用于印染废水中常见的活性染料的脱色，以解决现有吸附材料易团聚，不易回收等问题。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种负载ZIF-67的羊毛织物的制备方法，包括以下步骤：

第一步：将羊毛织物放入含有非离子表面活性剂的热水中，均匀搅拌，去除织物上的杂质，再用去离子水清洗数次，烘干备用。

第二步：将六水合硝酸钴加入甲醇溶液中，超声溶解，得到溶液A；

第三步：将2-甲基咪唑加入甲醇溶液中，超声溶解，得到溶液B；

第四步：将羊毛织物浸入溶液A中，之后倒入溶液B，均匀搅拌，反应结束后将织物取出，用甲醇洗涤，真空干燥，将ZIF-67原位生长在羊毛织物上。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第一步非离子表面活性剂为椰子油二乙醇酰胺，浓度为2g/L，浴比为1∶50，热水温度为50～55℃，搅拌时间为30min，烘干温度为50～60℃，烘干时间为20～30min。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第二步六水合硝酸钴用量为0.75～4mmol，甲醇用量为40～80mL，超声时间为5～10min。