CN109575302B - 一种多孔洞染料吸附材料及其制备方法 - Google Patents
一种多孔洞染料吸附材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109575302B CN109575302B CN201811390604.6A CN201811390604A CN109575302B CN 109575302 B CN109575302 B CN 109575302B CN 201811390604 A CN201811390604 A CN 201811390604A CN 109575302 B CN109575302 B CN 109575302B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cadmium
- coordination polymer
- isophthalic acid
- ligand
- porous
- 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
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
- C08G83/008—Supramolecular polymers
-
- 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
- B01J20/28014—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 form
-
- 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
- C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
-
- 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
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (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)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
技术领域
本发明属于无机化学领域,涉及染料吸附材料,尤其涉及一种多孔洞染料吸附材料及其制备方法。
背景技术
大量含有各种合成染料的工业废水,直接排放将严重破坏生态环境并威胁人体健康,因此处理染料废水成为亟待解决的问题。目前染料废水的处理方法主要有生物处理法、光降解法、絮凝处理法、膜过滤法和吸附法等,吸附法由于操作简便,污染物去除效率高且不产生二次污染等优势显示出越来越广阔的应用空间,而如何获得性能优良的吸附剂也成为了材料科学领域的研究热点。金属有机配位聚合物材料是在分子筛材料基础上发展起来的一类新型多孔材料,与分子筛材料相比,具有更大的比表面积及孔容积,孔道规则并且具有可调性,因而在吸附与分离领域表现出色。
刚性5-氨基间苯二甲酸含有一个氨基和两个羧基,作为良好的桥联配体与金属离子发生配位作用时,具有多种灵活的配位方式,以其作为配体可构筑出结构新颖的多孔功能配位聚合物。但以5-氨基间苯二甲酸构筑的含有孔洞的三维金属配位聚合物作为染料吸附材料鲜有报道。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种多孔洞染料吸附材料及其制备方法,对有机染料具有优异的吸附效果。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种多孔洞染料吸附材料,该多孔洞染料吸附材料为5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物,所述5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物的基本结构单元的化学式为[CdL(H2O)],其中L为5-氨基间苯二甲酸完全脱质子状态;配位聚合物为单斜晶系,空间群为P2(1)/c,α=90°,β=121.105°,γ=90°,所述染料吸附材料选用的配体为5-氨基间苯二甲酸配体,结构简式如下:
所述的5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物是多孔洞三维结构。
在5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物的不对称单元中存在着一个Cd(II),一个完全脱质子的5-氨基间苯二甲酸配体,一个配位水和一个游离水分子,配体的羧基采取μ2-η2:η1的模式连接两个Cd1,形成{Cd2O2}环,Cd···Cd的距离为具有孔洞,相邻的两个由Cd1形成{Cd2O2}环通过两个配体螯合的羧基氧原子连接形成环状的Cd4单元,Cd4单元具有孔洞,Cd4单元通过配体的羧基氧原子和氨基氮原子形成具有多种尺寸的孔隙三维网状结构。
所述的多孔洞染料吸附材料的制备方法,步骤如下:
(1)称量n×0.05mmoL5-氨基间苯二甲酸和n×0.05mmoL镉盐于25mL烧杯中;
(2)向上述烧杯中分别加入n×2mLH2O和n×3mLCH3OH,室温搅拌10min,得溶液a;
(3)搅拌完毕后,将溶液a转移至25mL内衬聚四氟乙烯的反应釜中,加热到120℃,在此条件下恒温反应3天;
(4)最后以5℃/h的降温速率降到室温,过滤得到无色针状晶体,即为所述5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物;
所述n≥1。
所述镉盐为硫酸镉或醋酸镉。
所述5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物为多孔洞三维网状结构,对有机染料(分散红1)具有优异的吸附性,其室温条件下的吸附量达到362mg/g。
本发明的有益效果:本发明的有益效果:
(1)本发明的5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物的不对称单元中存在着一个Cd(II),一个完全脱质子的5-氨基间苯二甲酸配体,一个配位水和一个游离水分子,配体的羧基采取μ2-η2:η1的模式连接两个Cd1,形成{Cd2O2}环,Cd···Cd的距离为具有孔洞,相邻的两个由Cd1形成{Cd2O2}环通过两个配体螯合的羧基氧原子连接形成环状的Cd4单元,Cd4单元具有孔洞,Cd4单元通过配体的羧基氧原子和氨基氮原子形成具有多种尺寸的孔隙三维网状结构(图1)。
(2)该配位聚合物多孔洞三维网状结构,对有机小分子染料(分散红1)具有优异的吸附性,其室温条件下的吸附量达到362mg/g(图2)。
附图说明
图1为5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物的三维网状结构图。
图2为5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物对分散红1染料随时间的吸附图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明做进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围,该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
本实施例多孔洞染料吸附材料的制备方法如下:
称量0.05mmoL 9mg 5-氨基间苯二甲酸和0.05mmoL 12.8mg硫酸镉盐(CdSO4·3/8H2O)于25mL烧杯中;分别加入2mLH2O和3mLCH3OH,室温搅拌10min后转移至25mL内衬聚四氟乙烯的反应釜中,加热到120℃,在此条件下恒温反应3天;最后以5℃/h的降温速率降到室温,过滤得到无色针状晶体,得到所述配位聚合物单晶,产率63%(基于Cd)。
取实施例1的配位聚合物进行结构表征分析
(1)配位聚合物的晶体结构测定
配位聚合物的单晶衍射数据用大小合适的单晶样品在安捷伦公司Xcalibur&Gemini E CCD X-射线单晶衍射仪上进行测试。单晶衍射数据经用石墨单色化的Mo-Kα辐射在室温下进行收集,进而利用SHELXTL程序包通过直接法对化合物的晶体结构进行解析及精修。氢原子的位置由理论加氢所确定。化合物晶体学数据见表1和表2。
表1配位聚合物的主要晶体学数据
aR1=∑||F0|-|Fc||/∑|F0|;wR2=[∑w(F0 2-Fc 2)2/∑w(F0 2)2]1/2
对称操作:#1:-1+x,y,z;#2:2-x,2-y,-z;#3:-1+x,1.5-y,-0.5+z
实施例2
本实施例多孔洞染料吸附材料的制备方法如下:
称量0.05mmoL 9mg 5-氨基间苯二甲酸和0.05mmoL 13.3mg醋酸镉(Cd(Ac)2·2H2O)于25mL烧杯中;分别加入2mLH2O和3mLCH3OH,室温搅拌10min后转移至25mL内衬聚四氟乙烯的反应釜中,加热到120℃,在此条件下恒温反应3天;最后以5℃/h的降温速率降到室温,过滤得到无色针状晶体,得到所述配位聚合物单晶,产率61%(基于Cd)。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种多孔洞染料吸附材料,该多孔洞染料吸附材料为5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物,其特征在于:所述5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物的基本结构单元的化学式为[CdL(H2O)],其中L为5-氨基间苯二甲酸完全脱质子状态;配位聚合物为单斜晶系,空间群为P2(1)/c,a= 10. 3210 (6) Å,b= 7.4081(6) Å,c= 14.3812(8) Å,α=90o,β=121.105 o,γ=90 o,V= 1099.57(11) Å3;
所述染料吸附材料选用的配体为5-氨基间苯二甲酸配体,结构简式如下:
所述的5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物是多孔洞三维结构;
其中,在5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物的不对称单元中存在着一个Cd(II),一个完全脱质子的5-氨基间苯二甲酸配体,一个配位水和一个游离水分子,配体的羧基采取μ 2-η 2:η 1 的模式连接两个Cd1,形成{Cd2O2}环,Cd···Cd 的距离为3.8106 Å,具有2.6 Å×2.3Å孔洞,相邻的两个由Cd1形成{Cd2O2}环通过两个配体螯合的羧基氧原子连接形成环状的Cd4单元,Cd4单元具有2.3 Å×10.2Å孔洞,Cd4单元通过配体的羧基氧原子和氨基氮原子形成具有多种尺寸的孔隙三维网状结构;
所述5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物为多孔洞三维网状结构,对有机染料具有优异的吸附效果,其室温条件下的吸附量达到362mg/g。
2.根据权利要求1所述的多孔洞染料吸附材料的制备方法,其特征在于步骤如下:
(1)称量n×0.05 mmoL5-氨基间苯二甲酸和n×0.05 mmoL镉盐于25mL烧杯中;
(2)向上述烧杯中分别加入n×2mLH2O和n×3mLCH3OH,室温搅拌10 min,得溶液a;
(3)搅拌完毕后,将溶液a转移至25 mL 内衬聚四氟乙烯的反应釜中,加热到120℃,在此条件下恒温反应3天;
(4)最后以5ºC/h的降温速率降到室温,过滤得到无色针状晶体,即为所述5-氨基间苯二甲酸镉配位聚合物;
所述n≥1。
3.根据权利要求2所述的多孔洞染料吸附材料的制备方法,其特征在于:所述镉盐为硫酸镉或醋酸镉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811390604.6A CN109575302B (zh) | 2018-11-21 | 2018-11-21 | 一种多孔洞染料吸附材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811390604.6A CN109575302B (zh) | 2018-11-21 | 2018-11-21 | 一种多孔洞染料吸附材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109575302A CN109575302A (zh) | 2019-04-05 |
CN109575302B true CN109575302B (zh) | 2021-05-28 |
Family
ID=65923244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811390604.6A Active CN109575302B (zh) | 2018-11-21 | 2018-11-21 | 一种多孔洞染料吸附材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109575302B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104096542A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-10-15 | 广西师范大学 | 一种新型磁性Fe/C@MOF复合材料吸附剂及其制备方法 |
CN105617994A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种金属有机骨架材料用于有效分离尺寸相近的染料 |
CN106478699A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-03-08 | 肇庆学院 | 一种基于5‑氨基间苯二甲酸的镉(ii)金属有机配合物 |
CN106984190A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-28 | 中能科泰(北京)科技有限公司 | 一种催化降解挥发性有机物的方法 |
CN108299478A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-20 | 华南师范大学 | 一种镉基金属有机框架材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140328919A1 (en) * | 2009-03-30 | 2014-11-06 | Cerulean Pharma Inc. | Polymer-agent conjugates, particles, compositions, and related methods of use |
-
2018
- 2018-11-21 CN CN201811390604.6A patent/CN109575302B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104096542A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-10-15 | 广西师范大学 | 一种新型磁性Fe/C@MOF复合材料吸附剂及其制备方法 |
CN105617994A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种金属有机骨架材料用于有效分离尺寸相近的染料 |
CN106478699A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-03-08 | 肇庆学院 | 一种基于5‑氨基间苯二甲酸的镉(ii)金属有机配合物 |
CN106984190A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-28 | 中能科泰(北京)科技有限公司 | 一种催化降解挥发性有机物的方法 |
CN108299478A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-20 | 华南师范大学 | 一种镉基金属有机框架材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
5-氨基间苯二甲酸构筑的镉配位聚合物的合成、晶体结构及其荧光性质研究;巴聃等;《分子科学学报》;20171225(第6期);第471-476页 * |
A pillar-layer MOF for detection of small molecule acetone and metal ions in dilute solution;Hai-Ning Wang等;《RSC ADVANCES》;20150520;第5卷(第60期);第48881-48884 页 * |
A three-dimensional (3,4)-connected network of 658 topology containing hexagonal channels constructed from cadmium(II) and 5-aminoisophthalate;Jun Tao等;《Inorganic Chemistry Communications》;20030717;第6卷(第9期);第1171-1174页 * |
Crystal structures and fluorescence of two Cd(II) complexes based on N-(3-carboxyphenyl)iminodiacetic acid and 5-amino isophthailic acid;Yuan, Wenbing等;《JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE》;20100225;第965卷(第1-3期);第82-88页 * |
Porous Metal-Organic Frameworks with 5-Aminoisophthalic Acid as Platforms for Functional Applications about High Photodegradation Efficiency of Phenol;Wang, Ying等;《CRYSTAL GROWTH & DESIGN》;20171017;第17卷(第12期);第6531-6540页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109575302A (zh) | 2019-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yao et al. | Two stable 3D porous metal–organic frameworks with high performance for gas adsorption and separation | |
Jiang et al. | Ultrafine gold clusters incorporated into a metal–organic framework | |
Zhang et al. | Guest‐Induced Chirality in the Ferrimagnetic Nanoporous Diamond Framework Mn3 (HCOO) 6 | |
He et al. | Incorporation of bifunctional aminopyridine into an NbO-type MOF for the markedly enhanced adsorption of CO 2 and C 2 H 2 over CH 4 | |
CN109821426B (zh) | 一种含有联萘结构聚酰亚胺薄膜的制备方法及用途 | |
CN107892750B (zh) | 一种金属有机框架材料和制备方法及应用 | |
Han et al. | A 3D chiral porous In (III) coordination polymer with PtS topological net | |
CN110787584A (zh) | 铈基金属有机骨架结构材料用于co2的吸附分离应用 | |
CN108707238B (zh) | 一种金属有机框架材料Co-PTTIC-TPB及其合成方法和应用 | |
CN113388129A (zh) | 一种快速低温制备席夫碱共价有机框架材料的方法及应用 | |
CN109847759B (zh) | 一种钴-铈/海泡石催化剂及其制备方法和应用 | |
Wang et al. | Synthesis, crystal structures and properties of lanthanide-organic frameworks based benzene carboxylates with two/three-dimensional structure | |
Kang et al. | Organically templated (3, 8)-connected microporous heterometallic Zn (II)–Sr (II) coordination polymer | |
CN110776522B (zh) | 一种铜金属有机框架材料及其制备方法、气体捕获方法、气体分离方法 | |
CN109575302B (zh) | 一种多孔洞染料吸附材料及其制备方法 | |
Gao et al. | Cubane-type {M 4 O 4}(M= Co II, Zn II, Cu II) clusters: synthesis, crystal structures, and luminescent and magnetic properties | |
CN110563957B (zh) | 一种三维铁基金属-有机骨架的制备方法及应用 | |
CN109232667B (zh) | 一种磁性双核钴配合物及其制备方法和应用 | |
Dhankhar et al. | Green synthesis, optical and magnetic properties of a Mn II metal–organic framework (MOF) that exhibits high heat of H 2 adsorption | |
Wang et al. | In situ rapid versatile method for the preparation of zirconium metal-organic framework filters | |
Yang et al. | Syntheses, structures, magnetic and luminescence properties of a series of coordination polymers constructed from 1, 4-naphthalenedicarboxylate and N-donor ligands | |
CN113956298B (zh) | 基于1,1’-二茂铁二甲酸和Ce(III)的非贵金属配位聚合物材料及其制备和应用 | |
CN113244929B (zh) | 铁铋氧化物Bi2Fe4O9的制备方法及在有机废水处理中的应用 | |
CN105771697B (zh) | 疏水高分子涂层修饰的配位聚合物膜材料、制备方法及其应用 | |
CN106832316A (zh) | 一类双金属多孔配合物及其制备方法 |
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 |