CN110841598A - 一种合成金属有机骨架吸附剂的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种合成金属有机骨架吸附剂的制备方法及其应用，属于纳米材料制备技术领域。将四氯化锆与三硫氰尿酸混合，然后在室温下加入DMF和盐酸混合2～4h，加热至130～135℃保持24～28h，过滤后，将形成的沉淀物用DMF冲洗，干燥得到合成金属有机骨架吸附剂。该合成金属有机骨架吸附剂可以吸附酸性溶液中的金离子，材料成本低，工艺制备简单，易与水溶液分离，具有高吸附性且可重复使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成金属有机骨架吸附剂的制备方法及其应用，属于纳米材料制备技术领域。
背景技术
黄金在许多工业生产和日常生活中发挥着不可替代的作用，具有许多优良的物理化学特性，例如电子工业，医疗器械，航空航天，电子通信，化学品生产和珠宝。 但是，工业活动中产生了大量的含金废水，导致大量黄金的流失。
从水溶液中回收金离子的方法大致可分为吸附法，溶剂萃取法，置换沉淀法，离子交换法，电解法等。其中由于操作过程简单，效率高，成本低，吸附有利于水溶液中回收金离子的新兴手段。通过最近的研究和开发，吸附剂类型可大致分为离子交换树脂，活性炭和纳米复合材料，壳聚糖，粘土，沸石，螯合树脂和MCM-41。金属有机骨架（MOF）作为一种新型材料吸附剂，近年来发展迅速。 其较大的比表面积，多个活性位点和可调节的孔径使其在吸附领域具有广阔的前景。而，一些现有的MOF吸附剂具有低选择性。为了提高MOF的吸附选择性和容量，通常需要复杂的后改性。 因此，通过简单的方法制备具有高选择性和吸附容量的新型MOF是重要的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种合成金属有机骨架吸附剂的制备方法及其应用。该合成金属有机骨架吸附剂可以吸附酸性溶液中的金离子，材料成本低，工艺制备简单，易与水溶液分离，具有高吸附性且可重复使用。本发明通过以下技术方案实现。
一种合成金属有机骨架吸附剂的制备方法，其具体步骤如下：
将四氯化锆与三硫氰尿酸混合，然后在室温下加入DMF和盐酸混合2～4h，加热至130～135℃保持24～28h，过滤后，将形成的沉淀物用DMF冲洗，干燥得到合成金属有机骨架吸附剂。
所述四氯化锆与三硫氰尿酸摩尔比为1～3:1～2。
所述盐酸浓度为10～15mol/L，DMF与盐酸的体积比为10～11:1～3。
所述三硫氰尿酸与DMF体积比为1～3:10～12。
一种合成金属有机骨架吸附剂的制备方法制备得到的金属有机骨架吸附剂能应用在酸性浸出液中吸附分离金。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制备得到的MOF吸附剂主要用于从酸性浸出液中吸附分离金离子对金离子有较高的吸附量。
（2）本发明的制备方法简捷、成本较低，具有较好的应用与经济价值。
（3）本发明的MOF吸附剂无毒无害，性能稳定，易于分离，可重复利用，对环境不造成二次污染。
综上所述，本发明的吸附分离金的MOF吸附剂在金离子的吸附分离方面具有很大的潜力。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
该合成金属有机骨架吸附剂的制备方法，其具体步骤如下：
将四氯化锆与三硫氰尿酸混合，然后在室温下加入DMF和盐酸混合2h，加热至130℃保持24h，过滤后，将形成的沉淀物用DMF冲洗，干燥得到合成金属有机骨架吸附剂，定义为ZT-MOF；其中四氯化锆与三硫氰尿酸摩尔比为1:1；盐酸浓度为10mol/L，DMF与盐酸的体积比为10:1；三硫氰尿酸与DMF体积比为1:10。
吸附金离子性能测定：
取10mgZT-MOF吸附剂投入初始浓度为100mg/L的金离子溶液中震荡吸附3h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余金离子浓度为13.8mg/L，吸附率为86.2%。将吸附过金离子的吸附剂在硫脲溶液（8wt%）中搅拌洗涤12h，然后用蒸馏水洗涤5次，最后将吸附剂在60℃下真空干燥12h。取上述吸附剂10mg投入初始浓度为100mg/L的金离子溶液中震荡吸附3h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余金离子浓度为14.3mg/L，吸附率为85.7%。说明本发明的吸附分离金的MOF吸附剂ZT-MOF可循环利用。
实施例2
该合成金属有机骨架吸附剂的制备方法，其具体步骤如下：
将四氯化锆与三硫氰尿酸混合，然后在室温下加入DMF和盐酸混合4h，加热至135℃保持28h，过滤后，将形成的沉淀物用DMF冲洗，干燥得到合成金属有机骨架吸附剂，定义为ZT-MOF；其中四氯化锆与三硫氰尿酸摩尔比为1:2；盐酸浓度为12mol/L，DMF与盐酸的体积比为11:3；三硫氰尿酸与DMF体积比为3:12。
吸附金离子性能测定：
取10mgZT-MOF吸附剂投入初始浓度为100mg/L的金离子溶液中震荡吸附3h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余金离子浓度为25.1mg/L，吸附率为74.9%。将吸附过金离子的吸附剂在硫脲溶液（10wt%）中搅拌洗涤5h，然后用蒸馏水洗涤5次，最后将吸附剂在60℃下真空干燥12h。取上述吸附剂10mg投入初始浓度为100mg/L的金离子溶液中震荡吸附3h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余金离子浓度为24.8mg/L，吸附率为75.2%。说明本发明的吸附分离金的MOF吸附剂ZT-MOF可循环利用。
实施例3
该合成金属有机骨架吸附剂的制备方法，其具体步骤如下：
将四氯化锆与三硫氰尿酸混合，然后在室温下加入DMF和盐酸混合3h，加热至132℃保持25h，过滤后，将形成的沉淀物用DMF冲洗，干燥得到合成金属有机骨架吸附剂，定义为ZT-MOF；其中四氯化锆与三硫氰尿酸摩尔比为3:2；盐酸浓度为15mol/L，DMF与盐酸的体积比为10:2；三硫氰尿酸与DMF体积比为2:11。
吸附金离子性能测定：
取10mgZT-MOF吸附剂投入初始浓度为100mg/L的金离子溶液中震荡吸附3h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余金离子浓度为26.3mg/L，吸附率为73.7%。将吸附过金离子的吸附剂在硫脲溶液（9wt%）中搅拌洗涤6h，然后用蒸馏水洗涤5次，最后将吸附剂在60℃下真空干燥12h。取上述吸附剂10mg投入初始浓度为100mg/L的金离子溶液中震荡吸附3h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余金离子浓度为25.9mg/L，吸附率为74.1%。说明本发明的吸附分离金的MOF吸附剂ZT-MOF可循环利用。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种合成金属有机骨架吸附剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
将四氯化锆与三硫氰尿酸混合，然后在室温下加入DMF和盐酸混合2～4h，加热至130～135℃保持24～28h，过滤后，将形成的沉淀物用DMF冲洗，干燥得到合成金属有机骨架吸附剂。
2.根据权利要求1所述的合成金属有机骨架吸附剂的制备方法，其特征在于：所述四氯化锆与三硫氰尿酸摩尔比为1～3:1～2。
3.根据权利要求1所述的合成金属有机骨架吸附剂的制备方法，其特征在于：所述盐酸浓度为10～15mol/L，DMF与盐酸的体积比为10～11:1～3。
4.根据权利要求1所述的合成金属有机骨架吸附剂的制备方法，其特征在于：所述三硫氰尿酸与DMF体积比为1～3:10～12。
5.一种根据权利要求1至4任意一项所述的合成金属有机骨架吸附剂的制备方法制备得到的金属有机骨架吸附剂能应用在酸性浸出液中吸附分离金。
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