[发明专利]一种含铜工业废水制备金属-有机框架材料HKUST-1的方法

说明书

本发明提供了一种含铜工业废水制备金属‑有机框架材料HKUST‑1的方法，属于废水利用技术领域，包括以下步骤：将含铜工业废水与均苯三甲酸混合，进行配位反应，得到反应粗品；所述含铜工业废水的pH值为0.4～1.5；将得到的反应粗品与活化剂混合，进行活化处理，得到金属‑有机框架材料HKUST‑1。本发明采用含铜工业废水制备金属‑有机框架材料HKUST‑1，不仅成本低廉，同时能够去除工业废水中的铜离子，减少环境污染。实施例的结果显示，本发明成功制备了HKUST‑1。

技术领域

本发明涉及废水利用技术领域，尤其涉及一种含铜工业废水制备金属-有机框架材料HKUST-1的方法。

背景技术

金属-有机骨架(MOFs)是通过配位化学将金属离子和多相有机配体结合在一起，进而生成的一类具有多孔结构、大的比表面积、规整晶型结构的网状骨架材料，与传统的多孔材料相比，具有最高可达90％孔隙率和比表面积大于6000m²/g的特性，并且可以经由调节孔径和改变有机配体的种类来调整其结构使其应用在储氢、药物载体、催化、荧光、生物传感器、气体吸附与分离、超级电容器等多项领域中，并表现出优良的性能。

HKUST-1是一种典型的金属-有机骨架材料，其传统制备方法为将铜盐前驱体在有机溶剂中与均苯三甲酸反应，其中，铜盐前驱体及有机溶剂价格较为昂贵且不可重复使用，成本较高，阻碍了其发展及应用。

因此，如何降低HKUST-1的生产成本成为现有技术的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含铜工业废水制备金属-有机框架材料HKUST-1的方法。本发明提供的制备方法采用含铜工业废水制备金属-有机框架材料HKUST-1，成本低廉，同时能够去除工业废水中的铜离子，减少环境污染。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种含铜工业废水制备金属-有机框架材料HKUST-1的方法，包括以下步骤：

(1)将含铜工业废水与均苯三甲酸混合，进行配位反应，得到反应粗品；所述含铜工业废水的pH值为0.4～1.5；

(2)将所述步骤(1)得到的反应粗品与活化剂混合，进行活化处理，得到金属-有机框架材料HKUST-1。

优选地，所述步骤(1)含铜工业废水中铜离子的浓度为6～11g/L，其他金属离子的浓度＜5g/L；所述含铜工业废水的COD值为0.07～0.1mg/L。

优选地，所述步骤(1)含铜工业废水中的铜离子与均苯三甲酸的物质的量之比为(1.5～2.7)：1。

优选地，所述步骤(1)中配位反应的时间为6～24h。

优选地，所述步骤(1)中配位反应的温度为20～30℃。

优选地，所述步骤(1)中含铜工业废水在使用前进行过滤。

优选地，所述步骤(2)中的活化剂包括N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。

优选地，所述步骤(2)中反应粗品的质量与活化剂的体积比为0.9846g:(10～30)mL。

优选地，所述步骤(2)中活化处理的时间为24～120h。

优选地，所述步骤(2)中活化处理的温度为20～25℃。