CN108421531B - 一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用 - Google Patents

一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108421531B
CN108421531B CN201810138375.2A CN201810138375A CN108421531B CN 108421531 B CN108421531 B CN 108421531B CN 201810138375 A CN201810138375 A CN 201810138375A CN 108421531 B CN108421531 B CN 108421531B
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal organic
organic framework
copper metal
framework compound
diclofenac sodium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810138375.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108421531A (zh
Inventor
刘建强
罗志董
范舒然
张肇升
刘伟聪
许楚婕
李宝红
郑明彬
沈鑫
韩瑶瑶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Medical University
Original Assignee
Guangdong Medical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Medical University filed Critical Guangdong Medical University
Priority to CN201810138375.2A priority Critical patent/CN108421531B/zh
Publication of CN108421531A publication Critical patent/CN108421531A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108421531B publication Critical patent/CN108421531B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/223—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material containing metals, e.g. organo-metallic compounds, coordination complexes
    • B01J20/226—Coordination polymers, e.g. metal-organic frameworks [MOF], zeolitic imidazolate frameworks [ZIF]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/36—Organic compounds containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/40—Organic compounds containing sulfur

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用，制备方法包括以下步骤：1）将硝酸铜和2,5‑二(3’,5’‑二羧基苯基)‑苯甲酸混合之后加入溶剂中搅拌，然后加入氟硼酸搅拌，得到混合溶液A；2）将密封有由步骤1）中得到的混合溶液A的玻璃瓶放置于温度为85℃‑95℃反应8‑12h，即可得到晶体B；3）用乙醇清洗由步骤2）得到的晶体B三遍，然后再放置于乙醇中浸泡，最后置于烘箱内干燥，即可得到铜金属有机骨架化合物；本发明制备方法简易、产率高，本方法制备出来的化合物对水的稳定性好，对药物污染物的吸附能力好，还具有一定的脱附能力和循环利用的能力，因此在吸附环境水体中的药物残留方面具有潜在应用。

Description

一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及药学污染物吸附剂技术领域，特别涉及一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用。
背景技术
随着社会的进步以及医药行业的发展，最近的几十年，越来越多的水系环境中被检测出多种药物、药物代谢物和药用辅料残留。其中药物主要包括抗生素类、激素类、抗炎类等药物，而药用辅料主要包括增溶剂、助溶剂、乳化剂、着色剂、黏合剂等。这些药物、药物代谢物和药用辅料结构复杂，成分多样，在自然条件下自行降解缓慢。同时随着人们不断的生产、使用，排放到水体中的药物、药物代谢物和药用辅料越来越多，尽管目前被检测出来的药物浓度远较低于药物效应的最低浓度，但通过水体持久性的接触这类物质仍然会对人类、动植物与生态系统有一定的害处。
目前药物污染物的去除方法主要有活性污泥吸附、生物降解、光催化法降解、氧化作用等，但由于各自的缺点，限制了其应用。活性污泥吸附只是将污染废水体系中药物污染物转移到土壤中，无法彻底地将药物从环境这中清除掉。生物降解和光催化法降解过程十分缓慢，不足以抵消日益增加排放到水中的药物污染物。而对于氧化作用，由于其成本消耗高难以广泛应用。相比之下，吸附法具有操作简单，成本低廉，效率高，能实现广泛应用等特点，合适作为除去水体药物污染物的方法。目前有多种材料可以作为吸附剂，例如活性炭、碳纳米管、离子交换树脂、金属氧化物等，但是碳纳米管生产成本高，难以大规模应用；活性炭再生困难，难以重复利用；金属氧化物和离子交换树脂等材料比表面积小，吸附效果不理想。因此，仍有必要继续开发具有吸附效果好、成本低、能够重复利用优点的新型材料，作为除去水体中药物污染物的吸附剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对上述现有技术中的不足，提供一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用，其制备方法简易，产率高，对水具有很好的稳定性，该方法制备出来的铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠和盐酸氯丙嗪具有很好的吸附能力，铜金属有机骨架化合物在吸附药物污染物后还具有一定的脱附能力和循环利用的能力，因此铜金属有机骨架化合物在吸附环境水体中的药物残留方面具有潜在应用。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种铜金属有机骨架化合物的制备方法，包括以下步骤：
1）将硝酸铜和2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸混合之后加入溶剂中搅拌3-8min，然后加入氟硼酸搅拌3-8min，得到混合溶液A；
2）将密封有由步骤1）中得到的混合溶液A的玻璃瓶放置于温度为85℃ -95℃反应8-12h，即可得到晶体B；
3）用乙醇清洗由步骤2）得到的晶体B三遍，然后再将经清洗后的晶体B放置于乙醇中浸泡1-3天，最后将经浸泡后的晶体B放置于温度为90℃-110℃的烘箱内干燥8-12h，即可得到铜金属有机骨架化合物。
作为一种优选方案，步骤1）中硝酸铜和2,5-二（3’,5’-二羧基苯基）-苯甲酸与溶剂的质量比为1:45-50，其中，硝酸铜和2,5-二（3’,5’-二羧基苯基）-苯甲酸的质量比为3:1。
作为一种优选方案，步骤1）中的溶剂为水和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液，其中，水和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1。
作为一种优选方案，步骤1）中氟硼酸与溶剂体积的体积比为1:10-15。
作为一种优选方案，步骤3）中在将经清洗后的晶体B放置于乙醇中浸泡的过程中每隔12h更换一次乙醇。
一种铜金属有机骨架化合物的应用，如上所述的制备方法制备得到的铜金属有机骨架化合物作为药物污染物吸附剂吸附水体中的盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠。
作为一种优选方案，所述铜金属有机骨架化合物吸附浓度为200-1000 mg/L的盐酸氯丙嗪溶液中的盐酸氯丙嗪，所述铜金属有机骨架化合物吸附浓度为500-1300 mg/L的双氯芬酸钠溶液中的双氯芬酸钠。
作为一种优选方案，所述铜金属有机骨架化合物在温度为20℃-60℃的情况下吸附盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠。
作为一种优选方案，所述铜金属有机骨架化合物在PH值为6.5-10.5的条件下吸附双氯芬酸钠，所述铜金属有机骨架化合物在PH值为3.5-6.5的条件下吸附盐酸氯丙嗪。
作为一种优选方案，所述铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠的吸附率达到49%，所述铜金属有机骨架化合物对盐酸氯丙嗪的吸附率达到28%。
本发明的有益效果是：铜金属有机骨架化合物的制备方法简易，产率高；而使用该方法制备出来的铜金属有机骨架化合物表现出规律排布的纳米孔径、高表面积和高孔隙率，对水具有良好的稳定性，在高温条件下能稳定降解，在一定的酸碱范围内具有很好的稳定性，铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠和盐酸氯丙嗪具有很好的吸附能力，其中，铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠的吸附率达到49%，铜金属有机骨架化合物对盐酸氯丙嗪的吸附率达到28%，同时铜金属有机骨架化合物吸附能力还会随着温度降低或吸附物的浓度提高而在一定程度上有所提高，在较广的pH值范围内依旧具有很好的吸附能力；铜金属有机骨架化合物在吸附药物污染物后还具有一定的脱附能力和循环利用的能力，因此铜金属有机骨架化合物在吸附环境水体中的药物残留方面具有潜在应用。
附图说明
图1是铜金属有机骨架化合物的三维空间模拟结构图；
图2是铜金属有机骨架化合物模拟、铜金属有机骨架化合物晶体、负载双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物、负载盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物、脱附双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物以及脱附盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物的X射线衍射图；
图3是铜金属有机骨架化合物、盐酸氯丙嗪、双氯芬酸钠、负载盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物以及负载双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物的红外光谱；
图4是铜金属有机骨架化合物、盐酸氯丙嗪、双氯芬酸钠、负载盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物以及负载双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物的热重分析图；
图5是铜金属有机骨架化合物对不同浓度的盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠的吸附情况分析图；
图6是铜金属有机骨架化合物吸附盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠的吸附平衡时间分析图；
图7是铜金属有机骨架化合物在不同温度下吸附盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠的情况分析图；
图8是铜金属有机骨架化合物在不同pH值下吸附双氯芬酸钠的情况分析图；
图9是铜金属有机骨架化合物在不同pH值下吸附盐酸氯丙嗪的情况分析图；
图10是吸附盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠饱和后的铜金属有机骨架化合物的脱附情况分析图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
实施例1
一种铜金属有机骨架化合物的制备方法，包括以下步骤：
1）将2.7g硝酸铜和0.9g2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸混合之后加入166mL的水和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中搅拌3min，然后加入11mL氟硼酸搅拌8min，得到混合溶液A，其中，水和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1；
2）将密封有由步骤1）中得到的混合溶液A的玻璃瓶放置于温度为85℃的条件下反应12h，即可得到晶体B；
3）用乙醇清洗由步骤2）得到的晶体B三遍，然后再将经清洗后的晶体B放置于乙醇中浸泡1天，期间每隔12h更换一次乙醇，最后将经浸泡后的晶体B放置于温度为90℃的烘箱内干燥12h，即可得到铜金属有机骨架化合物。
实施例2
一种铜金属有机骨架化合物的制备方法，包括以下步骤：
1）将2.7g硝酸铜和0.9g2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸混合之后加入186mL的水和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中搅拌8min，然后加入14.3mL氟硼酸搅拌3min，得到混合溶液A，其中，水和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1；
2）将密封有由步骤1）中得到的混合溶液A的玻璃瓶放置于温度为95℃的条件下反应8h，即可得到晶体B；
3）用乙醇清洗由步骤2）得到的晶体B三遍，然后再将经清洗后的晶体B放置于乙醇中浸泡3天，期间每隔12h更换一次乙醇，最后将经浸泡后的晶体B放置于温度为110℃的烘箱内干燥8h，即可得到铜金属有机骨架化合物。
实施例3
一种铜金属有机骨架化合物的制备方法，包括以下步骤：
1）将2.7g硝酸铜和0.9g2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸混合之后加入180mL的水和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中搅拌5min，然后加入18mL氟硼酸搅拌5min，得到混合溶液A，其中，水和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1；
2）将密封有由步骤1）中得到的混合溶液A的玻璃瓶放置于温度为90℃的条件下反应10h，即可得到晶体B；
3）用乙醇清洗由步骤2）得到的晶体B三遍，然后再将经清洗后的晶体B放置于乙醇中浸泡2天，期间每隔12h更换一次乙醇，最后将经浸泡后的晶体B放置于温度为100℃的烘箱内干燥10h，即可得到铜金属有机骨架化合物。
综上可知，铜金属有机骨架化合物的制备方法简易，产率高。
以上实施例中，实施例3为最优方案，实施例4-12中所使用的铜金属有机骨架化合物均由实施例3制得。
实施例4
用计算机对铜金属有机骨架化合物进行三维空间结构模拟，得到铜金属有机骨架化合物的三维空间模拟结构图，结果如图1所示。
实施例5
P-XRD实验
实验步骤：用X射线衍射仪分别对铜金属有机骨架化合物、负载双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物、负载盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物、脱附双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物以及脱附盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物进行X射线衍射测定。
实验结果如图2所示。
实施例6
红外光谱实验
实验步骤：
1）取1mg铜金属有机骨架化合物、1mg盐酸氯丙嗪、1mg双氯芬酸钠、1mg负载盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物以及1mg负载双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物分别与100mg溴化钾混合研磨成颗粒尺寸小于2.5μm的粉末；
2）然后用力油压机以8吨的压力分别将由步骤1）所得的粉末压成片；
3）用傅里叶红外变换光谱仪（型号为WQF-510A，生产商为北京北分-瑞利仪器分析有限公司）对由步骤2）得到的片进行红外光谱测定。
实验结果如图3所示。
实施例7
热重实验
实验步骤：分别称取10mg铜金属有机骨架化合物、10mg盐酸氯丙嗪、10mg双氯芬酸钠、10mg负载盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物以及10mg负载双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物置于坩埚（热重分析专用）中，然后放到热重分析仪 (型号为HCT-2，生产商为北京恒九科学仪器厂)上进行热重实验，其中实验时热重分析仪按照以下条件进行设定：氮气流量为150ml/min、反应温度从25℃升到800℃以及升温速率为10℃/min。
实验结果如图4所示。
实施例8
铜金属有机骨架化合物对不同浓度的双氯芬酸钠溶液和盐酸氯丙嗪溶液的吸附实验
实验步骤：1）首先取20mL浓度为500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300mg/L的双氯芬酸钠溶液和20mL浓度为200、300、400、500、600、700、800、1000mg/L的盐酸氯丙嗪溶液分别置于100mL烧杯中，再称量10mg铜金属有机骨架化合物分别加到上述溶液中，用封口膜封住烧杯口，再将烧杯放置摇床（型号为TS-2，生产商为江苏海门其林贝尔仪器制造有限公司）中以摆振幅度为220Rpm的条件下摇晃10小时，接着用离心机（型号H1850R，生厂商湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）以转速为10000r/min条件下进行离心除去铜金属有机骨架化合物，得到双氯芬酸钠上清液和盐酸氯丙嗪上清液；
2）称取10mg双氯芬酸钠标准品溶于50ml水中配制成200mg/L的标准溶液，其后用水将其稀释成浓度为10、15、20、25、30、35mg/L双氯芬酸钠标准溶液，用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定上述双氯芬酸钠标准溶液在274nm处的吸光度，记录数据，绘制双氯芬酸钠标准曲线；
3）称取10mg盐酸氯丙嗪标准品溶于50ml水中配制成200mg/L的标准溶液，其后用水将其稀释成浓度为4、6、8、10、12、mg/L盐酸氯丙嗪标准溶液，用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定上述盐酸氯丙嗪标准溶液在253nm处的吸光度，记录数据，绘制盐酸氯丙嗪标准曲线；
4）用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定由步骤1）得出的双氯芬酸钠上清液在274nm处的吸光度以及盐酸氯丙嗪上清液在253nm处的吸光度，并分别对比双氯芬酸钠标准曲线和盐酸氯丙嗪标准曲线，求出双氯芬酸钠上清液的双氯芬酸钠浓度和盐酸氯丙嗪上清液的盐酸氯丙嗪浓度，然后根据吸附率公式R=(C原-C0)/C原*100%计算吸附率，记录数据，绘制得到实验结果。
实验结果：由图5可知，在浓度为500-1300mg/L的双氯芬酸钠溶液中，铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠的吸附能力随着浓度的增高而增强，在浓度为200-1000mg/L的盐酸氯丙嗪溶液，铜金属有机骨架化合物对盐酸氯丙嗪的吸附能力随着浓度的增高而增强。
实施例9
铜金属有机骨架化合物对相同浓度的双氯芬酸钠溶液和盐酸氯丙嗪溶液吸附饱和时间实验
实验步骤：
1）取20mL浓度为900mg/L的双氯芬酸钠溶液和20mL浓度为700mg/L盐酸氯丙嗪溶液分别置于100mL烧杯中，再称量10mg铜金属有机骨架化合物分别加到上述溶液中，用封口膜封住烧杯口，再将烧杯放置摇床（型号为TS-2，生产商为江苏海门其林贝尔仪器制造有限公司）中以摆振幅度为220Rpm的条件下摇晃，并在摇晃200、400、600、800、1000、1200、1400和1600min时用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）分别测定烧杯中双氯芬酸钠溶液在274nm处的吸光度以及烧杯中盐酸氯丙嗪溶液在253nm处的吸光度，记录数据；
2）称取10mg双氯芬酸钠标准品溶于50ml水中配制成200mg/L的标准溶液，其后用水将其稀释成浓度为10、15、20、25、30、35mg/L双氯芬酸钠标准溶液，用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定上述双氯芬酸钠标准溶液在274nm处的吸光度，记录数据，绘制双氯芬酸钠标准曲线；
3）称取10mg盐酸氯丙嗪标准品溶于50ml水中配制成200mg/L的标准溶液，其后用水将其稀释成浓度为4、6、8、10、12、mg/L盐酸氯丙嗪标准溶液，用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定上述盐酸氯丙嗪标准溶液在253nm处的吸光度，记录数据，绘制盐酸氯丙嗪标准曲线；
4）使由步骤1）得到氯芬酸钠溶液在274nm处的吸光度以及烧杯中盐酸氯丙嗪溶液在253nm处的吸光度分别对比双氯芬酸钠标准曲线和盐酸氯丙嗪标准曲线，求出烧杯中双氯芬酸钠溶液的双氯芬酸钠浓度和烧杯中盐酸氯丙嗪溶液的盐酸氯丙嗪浓度，然后根据吸附率公式R=(C原-C0)/C原*100%计算吸附率，记录数据，绘制得到实验结果。
实验结果：由图6可知，铜金属有机骨架化合物吸附浓度为900mg/L的双氯芬酸钠溶液中的双氯芬酸钠在360min时到达吸附饱和状态；铜金属有机骨架化合物吸附浓度为700mg/L的盐酸氯丙嗪溶液中的盐酸氯丙嗪在480min时到达吸附饱和状态。
实施例10
铜金属有机骨架化合物在不同温度下对双氯芬酸钠和盐酸氯丙嗪的吸附实验
实验步骤：1）
首先取20mL浓度为900mg/L的双氯芬酸钠溶液和20mL浓度为700mg/L的盐酸氯丙嗪溶液分别置于100mL烧杯中，再称量10mg铜金属有机骨架化合物分别加到上述溶液中，用封口膜封住烧杯口，再将烧杯放置在温度条件为20℃、30℃、40℃、50℃和60℃摇床（型号为TS-2，生产商为江苏海门其林贝尔仪器制造有限公司）中以摆振幅度为220Rpm的条件下摇晃10小时，接着用离心机（型号H1850R，生厂商湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）以转速为10000r/min条件下进行离心除去铜金属有机骨架化合物，得到双氯芬酸钠上清液和盐酸氯丙嗪上清液；
2）称取10mg双氯芬酸钠标准品溶于50ml水中配制成200mg/L的标准溶液，其后用水将其稀释成浓度为10、15、20、25、30、35mg/L双氯芬酸钠标准溶液，用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定上述双氯芬酸钠标准溶液在274nm处的吸光度，记录数据，绘制双氯芬酸钠标准曲线；
3）称取10mg盐酸氯丙嗪标准品溶于50ml水中配制成200mg/L的标准溶液，其后用水将其稀释成浓度为4、6、8、10、12、mg/L盐酸氯丙嗪标准溶液，用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定上述盐酸氯丙嗪标准溶液在253nm处的吸光度，记录数据，绘制盐酸氯丙嗪标准曲线；
4）用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定由步骤1）得出的双氯芬酸钠上清液在274nm处的吸光度以及盐酸氯丙嗪上清液在253nm处的吸光度，并分别对比双氯芬酸钠标准曲线和盐酸氯丙嗪标准曲线，求出双氯芬酸钠上清液的双氯芬酸钠浓度和盐酸氯丙嗪上清液的盐酸氯丙嗪浓度，然后根据吸附率公式R=(C原-C0)/C原*100%计算吸附率，记录数据，绘制得到实验结果。
实验结果：由图7可知，在温度为20℃-60℃的条件下，铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠和盐酸氯丙嗪的吸附能力随着温度的升高而减弱。
实施例11
铜金属有机骨架化合物在不同pH值下对双氯芬酸钠和盐酸氯丙嗪的吸附实验
实验步骤：
1）首先取20mL浓度为900mg/L的双氯芬酸钠溶液和20mL浓度为700mg/L的盐酸氯丙嗪溶液分别置于100mL烧杯中，然后用浓度为0.01mol/L的氢氧化钠将双氯芬酸钠溶液的pH值调为6.5、7.5、8.5、9.5和10.5以及用浓度为0.01mol/L的盐酸将盐酸氯丙嗪溶液的pH值调为3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0和6.5，再称量10mg铜金属有机骨架化合物分别加到上述溶液中，用封口膜封住烧杯口，再将烧杯放置摇床（型号为TS-2，生产商为江苏海门其林贝尔仪器制造有限公司）中以摆振幅度为220Rpm的条件下摇晃10小时，接着用离心机（型号H1850R，生厂商湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）以转速为10000r/min条件下进行离心除去铜金属有机骨架化合物，得到双氯芬酸钠上清液和盐酸氯丙嗪上清液；
2）称取10mg双氯芬酸钠标准品溶于50ml水中配制成200mg/L的标准溶液，其后用水将其稀释成浓度为10、15、20、25、30、35mg/L双氯芬酸钠标准溶液，用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定上述双氯芬酸钠标准溶液在274nm处的吸光度，记录数据，绘制双氯芬酸钠标准曲线；
3）称取10mg盐酸氯丙嗪标准品溶于50ml水中配制成200mg/L的标准溶液，其后用水将其稀释成浓度为4、6、8、10、12、mg/L盐酸氯丙嗪标准溶液，用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定上述盐酸氯丙嗪标准溶液在253nm处的吸光度，记录数据，绘制盐酸氯丙嗪标准曲线；
4）用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定由步骤1）得出的双氯芬酸钠上清液在274nm处的吸光度以及盐酸氯丙嗪上清液在253nm处的吸光度，并分别对比双氯芬酸钠标准曲线和盐酸氯丙嗪标准曲线，求出双氯芬酸钠上清液的双氯芬酸钠浓度和盐酸氯丙嗪上清液的盐酸氯丙嗪浓度，然后根据吸附率公式R=(C原-C0)/C原*100%计算吸附率，记录数据，绘制得到实验结果。
实验结果：由图8可知，铜金属有机骨架化合物在pH值为6.5-10.5之间可吸附双氯芬酸钠，而在pH值为8.5时铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠的吸附能力达到峰值；由图9可知，铜金属有机骨架化合物在pH值为3.5-6.5之间可吸附盐酸氯丙嗪，而在pH值为5.0时铜金属有机骨架化合物对盐酸氯丙嗪的吸附能力达到峰值。
实施例12
脱附实验
实验步骤：
1）称取10mg吸附饱和双氯芬酸钠的铜金属有机骨架化合物和吸附饱和盐酸氯丙嗪的铜金属有机骨架化合物分别放置于100ml的烧杯中，再将20ml浓度为10mg/mL的氯化钠溶液分别加入到上述的溶液中，用封口膜封住烧杯口，然后将烧杯放置摇床（型号为TS-2，生产商为江苏海门其林贝尔仪器制造有限公司）中以摆振幅度为220Rpm的条件下摇晃，并在摇晃200、400、600、800、1000和1200min时用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）分别测定烧杯中双氯芬酸钠溶液在274nm处的吸光度以及烧杯中盐酸氯丙嗪溶液在253nm处的吸光度，记录数据；
2）称取10mg双氯芬酸钠标准品溶于50ml水中配制成200mg/L的标准溶液，其后用水将其稀释成浓度为10、15、20、25、30、35mg/L双氯芬酸钠标准溶液，用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定上述双氯芬酸钠标准溶液在274nm处的吸光度，记录数据，绘制双氯芬酸钠标准曲线；
3）称取10mg盐酸氯丙嗪标准品溶于50ml水中配制成200mg/L的标准溶液，其后用水将其稀释成浓度为4、6、8、10、12、mg/L盐酸氯丙嗪标准溶液，用紫外分光光度计（型号UV-650，上海美谱达仪器有限公司）测定上述盐酸氯丙嗪标准溶液在253nm处的吸光度，记录数据，绘制盐酸氯丙嗪标准曲线；
4）使由步骤1）得到氯芬酸钠溶液在274nm处的吸光度以及烧杯中盐酸氯丙嗪溶液在253nm处的吸光度分别对比双氯芬酸钠标准曲线和盐酸氯丙嗪标准曲线，求出烧杯中双氯芬酸钠溶液的双氯芬酸钠浓度和烧杯中盐酸氯丙嗪溶液的盐酸氯丙嗪浓度，然后根据吸附率公式R=(C原-C0)/C原*100%计算吸附率，记录数据，绘制得到实验结果。
实验结果：由图10可知，在吸附饱和双氯芬酸钠的铜金属有机骨架化合物和吸附饱和盐酸氯丙嗪的铜金属有机骨架化合物分别与氯化钠溶液混合后的初期，铜金属有机骨架化合物的吸附率迅速下降，随着时间的增长，铜金属有机骨架化合物的吸附率先是逐渐提高，而后趋于稳定，这意味着吸附饱和双氯芬酸钠的铜金属有机骨架化合物或吸附饱和盐酸氯丙嗪的铜金属有机骨架化合物在与氯化钠溶液接触的初期会大量脱附双氯芬酸钠或盐酸氯丙嗪，随着时间的增长，铜金属有机骨架化合物会重新吸附之前脱附出来的双氯芬酸钠或盐酸氯丙嗪。
以上所述，仅是本发明较佳实施方式，凡是依据本发明的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种铜金属有机骨架化合物的应用，其特征在于：所述铜金属有机骨架化合物的制备方法，包括以下步骤：
1）将2.7g硝酸铜和0.9g2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸混合之后加入180mL的水和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中搅拌5min，然后加入18mL氟硼酸搅拌5min，得到混合溶液A，其中，水和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1；
2）将密封有由步骤1）中得到的混合溶液A的玻璃瓶放置于温度为90℃的条件下反应10h，即可得到晶体B；
3）用乙醇清洗由步骤2）得到的晶体B三遍，然后再将经清洗后的晶体B放置于乙醇中浸泡2天，期间每隔12h更换一次乙醇，最后将经浸泡后的晶体B放置于温度为100℃的烘箱内干燥10h，即可得到铜金属有机骨架化合物；
以上制备方法制备得到的铜金属有机骨架化合物作为药物污染物吸附剂吸附水体中的盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠。
2.根据权利要求1所述的一种铜金属有机骨架化合物的应用，其特征在于：所述铜金属有机骨架化合物吸附浓度为200-1000 mg/L的盐酸氯丙嗪溶液中的盐酸氯丙嗪，所述铜金属有机骨架化合物吸附浓度为500-1300 mg/L的双氯芬酸钠溶液中的双氯芬酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种铜金属有机骨架化合物的应用，其特征在于：所述铜金属有机骨架化合物在温度为20℃-60℃的情况下吸附盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种铜金属有机骨架化合物的应用，其特征在于：所述铜金属有机骨架化合物在PH值为6.5-10.5的条件下吸附双氯芬酸钠，所述铜金属有机骨架化合物在PH值为3.5-6.5的条件下吸附盐酸氯丙嗪。
5.根据权利要求1所述的一种铜金属有机骨架化合物的应用，其特征在于：所述铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠的吸附率达到49%，所述铜金属有机骨架化合物对盐酸氯丙嗪的吸附率达到28%。
CN201810138375.2A 2018-02-10 2018-02-10 一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用 Active CN108421531B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810138375.2A CN108421531B (zh) 2018-02-10 2018-02-10 一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810138375.2A CN108421531B (zh) 2018-02-10 2018-02-10 一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108421531A CN108421531A (zh) 2018-08-21
CN108421531B true CN108421531B (zh) 2020-08-28

Family

ID=63156840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810138375.2A Active CN108421531B (zh) 2018-02-10 2018-02-10 一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108421531B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110624508B (zh) * 2019-08-14 2022-10-21 广东医科大学 一种金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法及应用
CN110483801A (zh) * 2019-09-09 2019-11-22 临沂大学 一种镉金属有机框架材料及其制备方法和应用
CN112495346B (zh) * 2020-12-21 2022-08-30 兰州交通大学 一种基于金属有机骨架的磁性多孔材料的制备及应用
CN113893852B (zh) * 2021-09-09 2023-07-25 广东医科大学 铜金属有机骨架衍生多孔碳复合材料的制备方法及应用
CN113786805B (zh) * 2021-09-18 2023-07-21 广东医科大学 钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料的制备方法及其应用
CN114479108B (zh) * 2022-02-07 2023-03-24 浙江树人学院 一种层状超亲水性Ti-Cu-MOFs及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102617646A (zh) * 2012-02-29 2012-08-01 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种纳米级金属有机骨架材料的制备方法
CN104892518A (zh) * 2014-03-05 2015-09-09 中国科学院大连化学物理研究所 多孔纳米金属有机框架材料的制备方法及其应用
CN106046032A (zh) * 2016-06-06 2016-10-26 三峡大学 一种基于五元芳香羧酸构筑的金属有机框架材料、合成方法及其催化应用
CN106076419A (zh) * 2016-06-02 2016-11-09 三峡大学 一种负载型金属有机框架复合材料，制备方法及其应用
CN106220661A (zh) * 2016-07-18 2016-12-14 北京工业大学 一种In的金属‑有机骨架、制备方法及其在染料吸附方面的应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102617646A (zh) * 2012-02-29 2012-08-01 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种纳米级金属有机骨架材料的制备方法
CN104892518A (zh) * 2014-03-05 2015-09-09 中国科学院大连化学物理研究所 多孔纳米金属有机框架材料的制备方法及其应用
CN106076419A (zh) * 2016-06-02 2016-11-09 三峡大学 一种负载型金属有机框架复合材料，制备方法及其应用
CN106046032A (zh) * 2016-06-06 2016-10-26 三峡大学 一种基于五元芳香羧酸构筑的金属有机框架材料、合成方法及其催化应用
CN106220661A (zh) * 2016-07-18 2016-12-14 北京工业大学 一种In的金属‑有机骨架、制备方法及其在染料吸附方面的应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A NbO-type copper metal–organic framework decorated with carboxylate groups exhibiting highly selective CO2 adsorption and separation of organic dyes;Xiuping Liu et al.;《J. Mater. Chem. A》;20161231;第4卷;摘要、第13845页2.2配合物的合成、第13850页5结论 *
金属-有机骨架K-MOF的合成及性质表征;林小英等;《福建工程学院学报》;20170228;第15卷(第1期);摘要、第1页第1段、第2页1.2合成方法、第4页3结论 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108421531A (zh) 2018-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108421531B (zh) 一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用
Mohan et al. Removal of pyridine derivatives from aqueous solution by activated carbons developed from agricultural waste materials
Krishnan et al. Uptake of heavy metals in batch systems by sulfurized steam activated carbon prepared from sugarcane bagasse pith
Sulaiman et al. Application of porous membrane bag enclosed alkaline treated Y-Zeolite for removal of heavy metal ions from water
Guo et al. Preconcentration of trace metals with 2-(methylthio) aniline-functionalized XAD-2 and their determination by flame atomic absorption spectrometry
Hosseinpour et al. Use of metal composite MOF‐5‐Ag2O‐NPs as an adsorbent for the removal of Auramine O dye under ultrasound energy conditions
CN109749091B (zh) 一种天蓝色荧光镉有机环状超分子及其制备方法与应用
Jorgetto et al. Incorporation of dithiooxamide as a complexing agent into cellulose for the removal and pre-concentration of Cu (II) and Cd (II) ions from natural water samples
Chwastowska et al. Chelating 2-mercaptobenzothiazole loaded resin. Application to the separation of inorganic and alkylmercury species for their atomic absorption spectrometry determination in natural waters
Zheng et al. Efficient, selective, and reusable metal–organic framework-based adsorbent for the removal of Pb (II) and Cr (VI) heavy-metal pollutants from wastewater
CN114832784B (zh) 一种磷酸修饰的二氧化硅微球及其制备方法和应用
CN108840878B (zh) 一种铜配合物的制备方法及其应用
CN110624508B (zh) 一种金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法及应用
CN112547032B (zh) 球磨巯基化生物炭及其制备方法和应用
Wang et al. Synthesis of MOF-199/CNTs nanocomposite for selective adsorption and determination of nonsteroidal anti-inflammatory drugs in human urine
JP7300173B2 (ja) 酸化ケイ素を基質としたプルシアンブルー誘導体含有複合体、該複合体を用いるアンモニア吸着・脱離方法、およびアンモニア回収装置
Lu et al. A Cucurbit [8] uril‐Based Supramolecular Framework Material for Reversible Iodine Capture in the Vapor Phase and Solution
CN113788956B (zh) 基于改性蛋壳的金属有机骨架化合物的制备方法及应用
CN111218271A (zh) 一种基于聚集诱导发光性质的汞离子检测材料的制备和使用方法
JP7209994B2 (ja) アンモニア脱離方法、アンモニア回収方法、及びアンモニア回収装置
CN107469762B (zh) 一种微负载型氧化钛与硅胶的复合材料及其制备方法
CN113786805B (zh) 钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料的制备方法及其应用
Patel et al. Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies on adsorption of reactive dyes onto activated guava leaf powder
CN110563958B (zh) 一种微孔离子型金属有机框架材料及其制备和应用方法
CN116351397B (zh) 一种对甲醛具有高效捕集的复合材料制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant