[发明专利]一种MIL-101(Fe)树脂复合吸附剂的制法及其所得吸附剂与应用

说明书

本发明公开了一种MIL‑101(Fe)树脂复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)对阴离子交换树脂进行预处理；(2)将六水合三氯化铁溶于盐酸中，再加入步骤(1)所得阴离子交换树脂，搅拌滤出干燥，得到负载铁的树脂；(3)将负载铁的树脂加到氢氧化钠溶液中搅拌，洗涤至中性后干燥；(4)将步骤(3)所得物加入N,N‑二甲基甲酰胺溶解的对苯二甲酸溶液中，搅拌后在80～120℃反应后，冷却滤出，洗涤干燥。本发明还公开了该制法所得复合吸附剂及其在吸附水中1～200mg/L草甘膦中的应用。本发明所得的复合吸附剂在负载羟基氧化铁的基础上增大了比表面积，提高了对草甘膦的去除性能。

技术领域

本发明属于水处理吸附复合材料领域，具体为一种MIL-101(Fe)树脂复合吸附剂的制法及其所得吸附剂与应用。

背景技术

磷是植物生长的必需营养素之一，但淡水生态系统中过量的磷输入会导致富营养化，目前，研究主要集中在无机磷，对有机磷的关注较少。草甘膦作为一种非选择性广谱除草剂，由于其稳定性、高毒性和耐用性，它严重污染了河流和湖泊以及地表水和地下水，并已经发现了其对植物，动物和人类健康的有害影响，美国环境保护署已将水中草甘膦的最大浓度设定为0.28mg/L。因此，有必要开发高效的方法来去除水中的草甘膦。

金属有机框架(MOF)作为一种独特的有机-无机杂化材料，比金属氧化物具有更高的比表面积和孔隙率，但大多数MOF材料都是纳米多孔/微孔材料，这大大限制了传质过程。此外，由于颗粒尺寸小，回收和再利用将面临巨大困难和潜在的环境毒性。到目前为止，已经采取了许多措施来克服这一技术瓶颈。更好的替代方案是将金属纳米颗粒固定在更大的传统吸附剂中，例如离子交换树脂，这不仅有助于分散金属纳米颗粒，

还能确保负载的纳米颗粒对目标污染物具有特定的亲合力，作为铁基多孔有机聚合物的制备方法之一，纳米复合材料的封闭空间溶剂热合成比碱沉淀法更为严格。在合适的溶剂中，在高温高压下合成晶体材料是一种可行的方法。它可以调节生长动力学，防止纳米颗粒团聚。申请号为CN202210642295.7的中国专利公开了一种金属-有机骨架材料MIL-101(Fe)的制备方法、应用以及回收利用方法，采用热溶剂法来制备MIL-101(Fe)，制备的MIL-101(Fe)作为吸附剂用来吸附水体中的四环素，吸附四环素后一步热解可获得最终的铁碳复合吸波材料，但是，该方法制得的MIL-101(Fe)作为吸附剂再生困难且不易回收。

如果仅使用溶剂热法将铁活性物质负载到树脂上，则铁负载率将达到一定的饱和值，并且材料的晶体结构不明显。总的来说，现有的铁负载率有待进一步提高，这样才能提高在水处理中对膦的吸附效果，并且，现有的吸附材料回收再生困难，有环境毒性。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明目的是提供一种铁负载量较高的MIL-101(Fe)树脂复合吸附剂的制备方法，本发明的另一目的是提供一种具有稳定再生性、抗干扰性的MIL-101(Fe)树脂复合吸附剂，本发明的再一目的是一种MIL-101(Fe)树脂复合吸附剂在吸附水中1～200mg/L草甘膦中的应用。

技术方案：本发明所述的一种MIL-101(Fe)树脂复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)对阴离子交换树脂进行预处理；

(2)将六水合三氯化铁溶于盐酸中，再将步骤(1)所得阴离子交换树脂加入，搅拌滤出干燥，得到负载铁的树脂；

(3)将负载铁的树脂加到氢氧化钠溶液中搅拌，洗涤至中性后干燥；

(4)将步骤(3)所得物加入N,N-二甲基甲酰胺溶解的对苯二甲酸溶液中，搅拌后在80～120℃反应16～24h，冷却后洗涤干燥，得到MIL-101(Fe)树脂复合吸附剂。

进一步地，步骤(1)中，阴离子交换树脂为D201树脂或IRA900树脂。预处理为将阴离子交换树脂浸泡在分析级丙酮溶液中纯化12～24h。