[发明专利]一种含N、S金属有机框架材料的制备及应用

说明书

本专利公开了一种含N、S金属有机框架材料的制备及应用。利用六水合硝酸锌与3‑氨基‑5‑巯基‑1,2,4‑三氮唑通过一步反应制备了一种含N、S功能化原子的金属有机框架材料（Zn‑AMT）。本发明制备方法简单，利用制备的材料作为吸附剂处理水溶液中三价金离子，具有优异的吸附性能，其吸附量大，吸附速率快、对金的选择性吸附性能突出，易于脱附和重复利用，为贵金属的回收利用提供了一种可行的新方法。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，特别涉及一种含N,S金属有机框架材料Zn-AMT的合成及其吸附分离水溶液中的Au(III)离子的方法。

背景技术

贵金属在自然界的含量极低，通常与其他矿藏共生。传统获取贵金属的手段效率低，能耗高，导致贵金属的回收的产量难以提高，而人类对于贵金属的需求量却日益增加。为了应对贵金属资源的供需矛盾，回收贵金属必将成为未来的发展方向。贵金属的回收，不仅能够使稀缺的资源得到重复使用，并能为社会带来巨大的经济效益，且为生态环境的保护起到了促进作用。这一举措，有利于建设生态文明社会，促进国家经济发展和科技进步。

金在是应用最为广泛的贵金属之一，具有优异的物理、化学性能，如耐高温氧化、耐腐蚀、耐电性能、导电性良好、较高的催化活性和较强的协调能力等等。在工业应用中，金因其广泛的用途和不可或缺功能，被称为工业维生素。目前，应用于金离子分离的方法有化学沉淀、膜过滤、离子交换、吸附、电解和生物处理等。在上述方法中，吸附法因为运行成本低、操作简单、环境影响小、易于工业化等优点，被广泛的用于贵金属的分离。

本研究利用六水合硝酸锌和3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑制备了一种新型的金属有机框架材料Zn-AMT，利用其表面裸露的N, S作为吸附位点，对水溶液中Au(III)展现出高效选择性吸附。

发明内容

本发明的目的是提供了一种对水溶液中Au(III)具有优良吸附性能的含N、S金属有机框架材料的制备方法，该材料对Au(III)具有高吸附能力、快速吸附速率、高选择性以及高的重复利用性能。本发明采用的技术方案是：

将一定量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑加入DMF和水混合溶剂中，在一定温度下密闭加热反应一段时间后，反应液冷却至室温，然后进行抽滤、洗涤和干燥后得到Zn-AMT。采用Zn-AMT作为吸附剂对水溶液中的Au(III)进行吸附分离，用纯度为98%的三氯化金配置一定浓度的Au(III)溶液，用0.1mol/L的氢氧化钠或HNO₃调节水溶液的pH后，取一定体积溶液加入离心管中，加入一定量的Zn-AMT作为吸附剂，在一定温度下，置于恒温水浴振荡器中充分搅拌一定时间，吸附完成后，取一定量样品，用原子吸收光谱仪对原溶液和吸附后剩余液的浓度测定，并计算吸附量和吸附率。取一定体积的硫脲溶液加入到50mL的离心管中作为脱附剂，加入5mg吸附后的Zn-AMT材料，置于15-55℃恒温水浴振荡器中振荡脱附0-45h，取出离心管进行离心分离，将脱附后的Zn-AMT材料再次进行吸附；

优选地，制备材料所用混合溶剂DMF和水的体积比为1:3-3:1；

优选地，Zn(NO₃)₂·6H₂O和3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑的摩尔比为1:2-1:5；

优选地，3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑的摩尔浓度为0.03-0.1mol/L；

优选地，反应温度为110-180℃，合成时间为12h-72h；

优选地，配制的Au(III)溶液浓度为0-2000mg/L；

优选地，溶液的pH设置为1-6；

优选地，吸附温度为15-80℃；