CN111254707A - 一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法 - Google Patents
一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111254707A CN111254707A CN202010114652.3A CN202010114652A CN111254707A CN 111254707 A CN111254707 A CN 111254707A CN 202010114652 A CN202010114652 A CN 202010114652A CN 111254707 A CN111254707 A CN 111254707A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- activated carbon
- mof
- preparation
- solution
- 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.)
- Granted
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 92
- 239000013082 iron-based metal-organic framework Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 23
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 20
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 14
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=CC(C(O)=O)=C1 QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 6
- SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 claims description 4
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 23
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 11
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 3
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- 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
- C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
-
- 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
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- 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
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- 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
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- 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
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
- D06M10/04—Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
- D06M10/08—Organic compounds
-
- 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
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
- D06M2101/40—Fibres of carbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种负载Fe‑MOF的活性炭纤维材料的制备方法，本发明将高比表面积、高孔隙率且孔体积和孔径可调的Fe‑MOF负载在活性碳纤维上制成功能纤维材料，该方法工艺简单，操作方便，原料成本低，综合利用活性炭纤维及Fe‑MOF的优良性能，对印染废水中高浓度有机染料具有优异的脱色效果；将Fe‑MOF负载到活性炭纤维上，可以解决粉末状Fe‑MOF在废水处理中难回收再利用的困难，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法。
背景技术
随着现代工业的迅速发展，产生了大量有毒有害的污染物，严重威胁着人类赖以生存的生态系统和人类的生存发展空间。目前人们在去除环境污染物方面已经做了很多努力，并发展了多种环境污染治理技术。印染行业作为纺织工业重要的组成部分，是纺织品生产链中产品深加工、提升品质、功能和价值的重要环节，是高附加值服装面料、家用纺织品和产业用纺织品等产业的重要技术支撑。但印染废水量大，污染重，是典型的难处理的有机废水，尤其是色度高。
活性炭纤维是一种高效的吸附材料，其比表面积大，内部有着大量相互贯通复杂的微孔结构。活性炭纤维耐高温、耐腐蚀，化学稳定性好，适应性强，无论污染物质是微量级还是高浓度，都可采用活性炭纤维进行吸附处理，达到满意效果，在很多领域中可广泛应用。目前市售的活性炭纤维以微孔为主，这就限制了其在大分子吸附领域的应用，特别是在液相吸附领域的应用。
金属有机框架材料(MOFs)是一类由有机配体和金属离子通过自组装形成具有周期性网络结构的材料。与传统的无机材料相比，MOFs具有比表面积高、孔形状规则、稳定性良好、孔道尺寸可调节等优点，利用MOFs吸附去除环境污染物的研究受到人们的广泛关注，其中Fe-MOFs用于环境治理中去除水中有机污染物的研究有很多，Fe-MOF大多以吸附剂、催化剂的方式应用于有机污染物的去除。虽然其性能优异，但存在着易团聚，不易回收等缺点。CN108607610A一种可磁回收的Fe-MOF光催化剂的制备方法及其应用，利用材料具有一定的磁性，使材料可以回收重复利用，但必须通过外加磁场来实现分离回收。
为解决上述问题，本发明将Fe-MOF负载到活性炭纤维上，制得的功能材料既具有Fe-MOF和活性炭纤维的优良性能，又可解决Fe-MOF粉体材料负载困难和回收利用不易等问题，而且该方法简单便捷，可大范围批量生产，在污水处理方面具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
A、活性碳纤维预处理；
B、活性碳纤维上原位生长Fe-MOF。
优选的，所述步骤A具体方法为：活性碳纤维先用95-100℃热水煮10-15min，除去纤维上残留的水溶性杂质，然后将活性碳纤维浸入丙酮中超声10-15min，进一步除去纤维上残留的油性杂质，再用蒸馏水清洗3次，烘干后备用。
优选的，所述步骤B具体方法为：
a.将4-6mmol均苯三甲酸加入到15-20mL 1M NaOH溶液中，超声5-10min，得到溶液A；
b.将0.3-0.5g经过预处理的活性炭纤维加入到溶液A中，超声5-10min；
c.将6-8mmol七水合硫酸亚铁加入到50-60mL蒸馏水中，超声5-10min，得到B溶液；
d.将B溶液缓慢滴加至浸有活性碳纤维的A溶液中，室温搅拌，反应20-24h，反应结束后将活性炭纤维取出，用水清洗，烘干。
优选的，所述的活性炭纤维为活性炭纤维布或粘。
优选的，烘干温度为70-80℃，时间为15-25min。
优选的，水洗后烘干温度为80-90℃，时间为18-28min。
优选的，所述步骤d中搅拌速率为250-350rpm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将高比表面积、高孔隙率且孔体积和孔径可调的Fe-MOF负载在活性碳纤维上制成功能纤维材料，该方法工艺简单，操作方便，原料成本低，综合利用活性炭纤维及Fe-MOF的优良性能，对印染废水中高浓度有机染料具有优异的脱色效果；将Fe-MOF负载到活性炭纤维上，可以解决粉末状Fe-MOF在废水处理中难回收再利用的困难，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明负载Fe-MOF的活性碳纤维在黑暗条件下对活性黑KN-B染料溶液的脱色效果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
A、活性碳纤维预处理；
B、活性碳纤维上原位生长Fe-MOF。
本发明中，步骤A具体方法为：活性碳纤维先用95-100℃热水煮10-15min，除去纤维上残留的水溶性杂质，然后将活性碳纤维浸入丙酮中超声10-15min，进一步除去纤维上残留的油性杂质，再用蒸馏水清洗3次，烘干后备用，烘干温度为70-80℃，时间为15-25min。
本发明中，步骤B具体方法为：
a.将4-6mmol均苯三甲酸加入到15-20mL 1M NaOH溶液中，超声5-10min，得到溶液A；
b.将0.3-0.5g经过预处理的活性炭纤维加入到溶液A中，超声5-10min；
c.将6-8mmol七水合硫酸亚铁加入到50-60mL蒸馏水中，超声5-10min，得到B溶液；
d.将B溶液缓慢滴加至浸有活性碳纤维的A溶液中，室温搅拌，搅拌速率为250-350rpm，反应20-24h，反应结束后将活性炭纤维取出，用水清洗，烘干；水洗后烘干温度为80-90℃，时间为18min-28min。
本发明中，活性炭纤维为活性炭纤维布或粘。
实施例1：
一种负载Fe-MOF的活性碳纤维布的制备方法，具体步骤如下：
(1)活性碳纤维布的预处理：活性碳纤维布先用95℃热水煮10min，除去纤维上残留的水溶性杂质，然后将活性碳纤维浸入丙酮中超声10min，进一步除去纤维上残留的油性杂质，再用蒸馏水清洗3次，烘干后备用。
(2)活性碳纤维上原位生长Fe-MOF：将4mmol均苯三甲酸加入到15mL 1M NaOH溶液中，超声5min，得到溶液A；将0.3g经过预处理的活性炭纤维布加入到溶液A中，超声5min；将6mmol七水合硫酸亚铁加入到50mL蒸馏水中，超声5min，得到B溶液；将B溶液缓慢滴加至浸有活性碳纤维布的A溶液中，室温搅拌，反应20h，反应结束后将活性炭纤维布取出，用水清洗，烘干。
为了考察所制备的活性炭纤维材料的吸附性能，选择活性黑KN-B染料为研究对象，测定其在黑暗条件下对染料的吸附性能，测试条件为0.25g活性炭纤维材料，对50mL质量浓度为50mg/L的活性黑KN-B染料溶液在室温下吸附2h，每隔0.5h，测定溶液的吸光度。根据下列公式计算染料的降解率：
式中，A0为脱色前染液的吸光度；A1为脱色后染液的吸光度。
所制得的活性炭纤维布对活性黑KN-B染料溶液的脱色率测试结果如图1所示。从图1中可以看出，在黑暗下吸附2h后，负载Fe-MOF的活性碳纤维布比未负载Fe-MOF的活性碳纤维对活性黑KN-B溶液的脱色率提高了48％，负载Fe-MOF的活性碳纤维脱色率达到84％，说明负载Fe-MOF的活性碳纤维具有更好的脱色效果。
为了考察所制备的活性炭纤维材料的光催化性能，测试0.25g活性炭纤维材料，在1000W氙灯照射下，对50mL添加了15uL H2O2的浓度为50mg/L的活性黑KN-B染料溶液在室温下处理15min，测试结果脱色率大于99％。
实施例2：
一种负载Fe-MOF的活性碳纤维布的制备方法，具体步骤如下：
(1)活性碳纤维布的预处理：活性碳纤维布先用95℃热水煮10min，除去纤维上残留的水溶性杂质，然后将活性碳纤维浸入丙酮中超声10min，进一步除去纤维上残留的油性杂质，再用蒸馏水清洗3次，烘干后备用。
(2)活性碳纤维上原位生长Fe-MOF：将5mmol均苯三甲酸加入到15mL 1M NaOH溶液中，超声5min，得到溶液A；将0.3g经过预处理的活性炭纤维布加入到溶液A中，超声5min；将7mmol七水合硫酸亚铁加入到50mL蒸馏水中，超声10min，得到B溶液；将B溶液缓慢滴加至浸有活性碳纤维布的A溶液中，室温搅拌，反应24h，反应结束后将活性炭纤维布取出，用水清洗，烘干。
为了考察所制备的活性炭纤维材料的吸附性能，选择活性黑KN-B染料为研究对象，测定其在黑暗条件下对染料的吸附性能，测试条件为0.25g活性炭纤维材料，对50mL质量浓度为50mg/L的活性黑KN-B染料溶液在室温下吸附2h，每隔0.5h，测定溶液的吸光度。根据下列公式计算染料的降解率：
式中，A0为脱色前染液的吸光度；A1为脱色后染液的吸光度。
所制得的活性炭纤维布对活性黑KN-B染料溶液的脱色率测试结果如图1所示。从图1中可以看出，在黑暗下吸附2h后，负载Fe-MOF的活性碳纤维布比未负载Fe-MOF的活性碳纤维对活性黑KN-B溶液的脱色率提高了54％，负载Fe-MOF的活性碳纤维脱色率达到90％，说明负载Fe-MOF的活性碳纤维具有更好的脱色效果。
为了考察所制备的活性炭纤维材料的光催化性能，测试0.25g活性炭纤维材料，在1000W氙灯照射下，对50mL添加了15uL H2O2的浓度为50mg/L的活性黑KN-B染料溶液在室温下处理15min，测试结果脱色率大于99％。
实施例3：
一种负载Fe-MOF的活性碳纤维粘的制备方法，具体步骤如下：
(1)活性碳纤维粘的预处理：活性碳纤维粘先用100℃热水煮15min，除去纤维上残留的水溶性杂质，然后将活性碳纤维浸入丙酮中超声15min，进一步除去纤维上残留的油性杂质，再用蒸馏水清洗3次，烘干后备用。
(2)活性碳纤维上原位生长Fe-MOF：将6mmol均苯三甲酸加入到20mL 1M NaOH溶液中，超声10min，得到溶液A；将0.5g经过预处理的活性炭纤维粘加入到溶液A中，超声10min；将8mmol七水合硫酸亚铁加入到60mL蒸馏水中，超声10min，得到B溶液；将B溶液缓慢滴加至浸有活性碳纤维布的A溶液中，室温搅拌，反应24h，反应结束后将活性炭纤维粘取出，用水清洗，烘干。
为了考察所制备的活性炭纤维材料的吸附性能，选择活性黑KN-B染料为研究对象，测定其在黑暗条件下对染料的吸附性能，测试条件为0.25g活性炭纤维材料，对50mL质量浓度为50mg/L的活性黑KN-B染料溶液在室温下吸附2h，每隔0.5h，测定溶液的吸光度。根据下列公式计算染料的降解率：
式中，A0为脱色前染液的吸光度；A1为脱色后染液的吸光度。
所制得的活性炭纤维布对活性黑KN-B染料溶液的脱色率测试结果如图1所示。从图1中可以看出，在黑暗下吸附2h后，负载Fe-MOF的活性碳纤维布比未负载Fe-MOF的活性碳纤维对活性黑KN-B溶液的脱色率提高了51％，负载Fe-MOF的活性碳纤维脱色率达到87％，说明负载Fe-MOF的活性碳纤维具有更好的脱色效果。
为了考察所制备的活性炭纤维材料的光催化性能，测试0.25g活性炭纤维材料，在1000W氙灯照射下，对50mL添加了15uL H2O2的浓度为50mg/L的活性黑KN-B染料溶液在室温下处理15min，测试结果脱色率大于99％。
综上所述，本发明将高比表面积、高孔隙率且孔体积和孔径可调的Fe-MOF负载在活性碳纤维上制成功能纤维材料，该方法工艺简单，操作方便，原料成本低，综合利用活性炭纤维及Fe-MOF的优良性能，对印染废水中高浓度有机染料具有优异的脱色效果；将Fe-MOF负载到活性炭纤维上，可以解决粉末状Fe-MOF在废水处理中难回收再利用的困难，具有广阔的应用前景。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、活性碳纤维预处理；
B、活性碳纤维上原位生长Fe-MOF。
2.根据权利要求1所述的一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于：所述步骤A具体方法为：活性碳纤维先用95-100℃热水煮10-15min，除去纤维上残留的水溶性杂质，然后将活性碳纤维浸入丙酮中超声10-15min，进一步除去纤维上残留的油性杂质，再用蒸馏水清洗3次，烘干后备用。
3.根据权利要求1所述的一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于：所述步骤B具体方法为：
a.将4-6mmol均苯三甲酸加入到15-20mL 1M NaOH溶液中，超声5-10min，得到溶液A；
b.将0.3-0.5g经过预处理的活性炭纤维加入到溶液A中，超声5-10min；
c.将6-8mmol七水合硫酸亚铁加入到50-60mL蒸馏水中，超声5-10min，得到B溶液；
d.将B溶液缓慢滴加至浸有活性碳纤维的A溶液中，室温搅拌，反应20-24h，反应结束后将活性炭纤维取出，用水清洗，烘干。
4.根据权利要求1所述的一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于：所述的活性炭纤维为活性炭纤维布或粘。
5.根据权利要求2所述的一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于：烘干温度为70-80℃，时间为15-25min。
6.根据权利要求3所述的一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于：水洗后烘干温度为80-90℃，时间为18-28min。
7.根据权利要求3所述的一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于：所述步骤d中搅拌速率为250-350rpm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010114652.3A CN111254707B (zh) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | 一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010114652.3A CN111254707B (zh) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | 一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111254707A true CN111254707A (zh) | 2020-06-09 |
| CN111254707B CN111254707B (zh) | 2022-03-18 |
Family
ID=70941636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010114652.3A Active CN111254707B (zh) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | 一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111254707B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112458747A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-03-09 | 南通大学 | 一种负载TiO2/铁基MOF的功能织物的制备方法 |
| CN112705167A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-04-27 | 北京飞燕石化环保科技发展有限公司 | Mof改性活性炭砖的制备方法及其在大风量空气过滤中的应用 |
| CN113231029A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-10 | 南通大学 | 一种具有高效脱色性能的活性炭纤维功能材料的制备方法 |
| CN115121226A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-30 | 徐州医科大学 | 一种磁性碳基FeCo双金属有机框架复合材料的制备方法及应用 |
| CN115382578A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-11-25 | 南通大学 | 一种负载MIL-100(Fe)的活性炭纤维材料的制备方法 |
| CN115739027A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-03-07 | 合肥工业大学 | NH2-MIL-101(Fe)@BC复合材料、应用及制备方法 |
| CN116617767A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-08-22 | 南通大学 | 一种去污抗菌涤纶过滤布的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108607610A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-10-02 | 浙江工商大学 | 一种可磁回收的Fe-MOF光催化剂的制备方法及其应用 |
| CN110548544A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-12-10 | 华南理工大学 | 铁氧化物掺杂铁金属有机骨架及绿色宏量制备方法与应用 |
-
2020
- 2020-02-25 CN CN202010114652.3A patent/CN111254707B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108607610A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-10-02 | 浙江工商大学 | 一种可磁回收的Fe-MOF光催化剂的制备方法及其应用 |
| CN110548544A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-12-10 | 华南理工大学 | 铁氧化物掺杂铁金属有机骨架及绿色宏量制备方法与应用 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112458747A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-03-09 | 南通大学 | 一种负载TiO2/铁基MOF的功能织物的制备方法 |
| CN112705167A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-04-27 | 北京飞燕石化环保科技发展有限公司 | Mof改性活性炭砖的制备方法及其在大风量空气过滤中的应用 |
| CN113231029A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-10 | 南通大学 | 一种具有高效脱色性能的活性炭纤维功能材料的制备方法 |
| CN115121226A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-30 | 徐州医科大学 | 一种磁性碳基FeCo双金属有机框架复合材料的制备方法及应用 |
| CN115121226B (zh) * | 2022-07-11 | 2024-04-16 | 徐州医科大学 | 一种磁性碳基FeCo双金属有机框架复合材料的制备方法及应用 |
| CN115382578A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-11-25 | 南通大学 | 一种负载MIL-100(Fe)的活性炭纤维材料的制备方法 |
| CN115739027A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-03-07 | 合肥工业大学 | NH2-MIL-101(Fe)@BC复合材料、应用及制备方法 |
| CN116617767A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-08-22 | 南通大学 | 一种去污抗菌涤纶过滤布的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111254707B (zh) | 2022-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111254707B (zh) | 一种负载Fe-MOF的活性炭纤维材料的制备方法 | |
| Luo et al. | A novel modification of lignin on corncob-based biochar to enhance removal of cadmium from water | |
| CN106513030B (zh) | 以氮掺杂活性炭为载体的钌基氨合成催化剂及其制备方法 | |
| CN108532290B (zh) | 一种光催化功能织物的制备方法及其应用 | |
| CN108686639B (zh) | 金属有机骨架衍生材料-三维网状碳基复合光催化剂及其制备方法、用途 | |
| Li et al. | Preparation and catalytic performance of Fe (III)-citric acid-modified cotton fiber complex as a novel cellulose fiber-supported heterogeneous photo-Fenton catalyst | |
| CN111392809A (zh) | 一种对浒苔基生物炭改性后实现去除印染废水中铬的方法 | |
| Yu et al. | Self-regenerative adsorbent based on the cross-linking chitosan for adsorbing and mineralizing azo dye | |
| CN111905816A (zh) | 一种zif-8功能织物及其制备方法 | |
| CN103551204B (zh) | 一种多级层次孔结构的Fenton-like催化剂及其应用 | |
| CN111250171B (zh) | 一种腈纶基光催化材料的制备方法 | |
| CN114394727A (zh) | 基于市政污泥生物炭的处理剂的制备方法及应用 | |
| Zhang et al. | Bismuth (III)-based metal-organic framework for tetracycline removal via adsorption and visible light catalysis processes | |
| CN104888707A (zh) | 一种复合改性膨胀石墨的制备及其在印染废水处理中的应用 | |
| CN107176649B (zh) | 一种载铁铜大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法 | |
| CN116673062A (zh) | 一种氮掺杂多孔碳负载花状Dy掺杂TiO2及在水污染处理中的应用 | |
| CN110577220A (zh) | 一种基于废旧山羊毛的含氮多孔碳的制备方法和应用 | |
| CN113976166B (zh) | 一种氮掺杂有序介孔炭催化剂的制备方法及应用 | |
| CN112452310B (zh) | 一种氮掺杂碳吸附剂及其制备方法和对有机染料的吸附应用 | |
| CN113231029A (zh) | 一种具有高效脱色性能的活性炭纤维功能材料的制备方法 | |
| CN114481365A (zh) | 一种活性炭纤维及负载碳纳米管的方法 | |
| CN109317214A (zh) | 一种过渡金属负载的偕氨肟化自组装聚丙烯腈微球催化剂及其制备方法与应用 | |
| Sun et al. | ZIF-8-decorated wood sponge derived from biomimetic mineralization of polydopamine | |
| CN115501855B (zh) | 快速去除污染物的磁性浒苔生物炭水凝胶及制备方法、用途 | |
| CN112742484B (zh) | 一种磷酸银光催化剂在棉织物表面负载的方法 |
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 | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240108 Address after: 226600 Group 2, Changfen Village, Duntou Town, Hai'an City, Nantong City, Jiangsu Province Patentee after: NANTONG JINYU SPINNING PLASTIC CO.,LTD. Address before: 226019 Jiangsu Province, Nantong City Chongchuan District sik Road No. 9 Patentee before: NANTONG University |