CN115888666A - 一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法 - Google Patents
一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115888666A CN115888666A CN202211448691.2A CN202211448691A CN115888666A CN 115888666 A CN115888666 A CN 115888666A CN 202211448691 A CN202211448691 A CN 202211448691A CN 115888666 A CN115888666 A CN 115888666A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite material
- nano composite
- wastewater
- synthesizing
- pollutants
- 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.)
- Pending
Links
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 title claims abstract description 37
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 49
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 claims abstract description 14
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 7
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 9
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 8
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 8
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 claims description 5
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 claims description 3
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 20
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- IQFVPQOLBLOTPF-HKXUKFGYSA-L congo red Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC=CC2=C(N)C(/N=N/C3=CC=C(C=C3)C3=CC=C(C=C3)/N=N/C3=C(C4=CC=CC=C4C(=C3)S([O-])(=O)=O)N)=CC(S([O-])(=O)=O)=C21 IQFVPQOLBLOTPF-HKXUKFGYSA-L 0.000 description 11
- FDZZZRQASAIRJF-UHFFFAOYSA-M malachite green Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)=C1C=CC(=[N+](C)C)C=C1 FDZZZRQASAIRJF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 229940107698 malachite green Drugs 0.000 description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 5
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003119 ZnCo2O4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+);sulfide Chemical compound [S-2].[Co+2] INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010919 dye waste Substances 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 239000001046 green dye Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229940045032 cobaltous nitrate Drugs 0.000 description 1
- -1 color photography Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000001044 red dye Substances 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000979 synthetic dye Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，涉及多孔聚合物合成技术领域，包括如下：干燥后的适量锌类中间单体、钴类中间配体、尿素溶解在有机溶剂中，得到反应前驱体溶液；反应前驱体溶液在水热条件下进行反应；水热反应结束后，加入金属有机骨架进行超声，利用水热法制备得到微球状纳米复合材料，干燥后研磨成粉，即得所需微球状纳米复合材料本发明合成方法及工艺简单易操作，适合于规模化工业生产，并且通过该方法制备的微球状纳米复合材料，比表面积大大增加，能够在1小时之内将水中常见的几种染料吸附去除90％以上，快速高效，克服了常规材料对染料吸附能力低的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及多孔聚合物合成技术领域，具体为一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法。
背景技术
染料废水的持续排放是世界范围内的主要环境问题之一。废水中染料的存在是由于染料的大量应用，尤其是在工业过程中，如木材染色、染发、化妆品、药品、彩色摄影、纸张生产和皮革鞣制。染料用水色度高、毒性大、生物降解和脱色困难，因而对水环境造成严重污染目前好氧生物处理法的脱色性能较差，出水往往不能达标排放。因此，开发具有高效脱色能力的廉价处理剂具有重大的环境效益。而我们主要采用针对高浓度的染料废水，采用吸附的方法将其分离，通过选择孔径尺寸合适的材料可以达到去除染料的目的。染料废水是指在生产染料、颜料的过程中排放出的废水，据统计合成染料在生产和处理过程中，有12％以废水形式排出。因此，对于废水中有机染料等有害物质的处理与污染水源的修复已成为环保技术领域的一项重要的研究课题。
常用的染料废水处理方法主要包括膜分离法、絮凝法、光催化法、高级氧化法、吸附降解法、生物降解法等。在这些去除工艺中，因吸附降解法操作简单、吸附能力强、吸附速度快、对环境友好，吸附剂的可重复使用性能等优点，而广泛应用于废水处理研究中。在最近的研究中，金属-有机骨架、双金属氧化物纳米材料和活性炭通常被用作吸附材料。随着科技的进步，这些性能单一的材料很难满足材料设计应用的需求，因此我们需要研究一种成本较低、制作方法简单并且能高效率的吸附剂。在众多吸附材料中，金属氧化物因具有活性强、活性位点多等特点，受到相关研究者的广泛关注。MOF材料自身具有大量孔结构、大比表面积、高孔隙率、不饱和金属配位点、较好化学稳定性和热稳定性等特点。因此，MOF材料作为吸附剂用于吸附处理水体中的有害物质具有广阔应用前景。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，能极大提高微球状纳米复合材料的比表面积，解决传统微球状纳米复合材料对染料吸附容量差，难以重复使用的问题，并且制备方法简单、易实现。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，包括如下：
干燥后的适量锌类中间单体、钴类中间配体、尿素溶解在有机溶剂中，得到反应前驱体溶液；
反应前驱体溶液在水热条件下进行反应；
水热反应结束后，加入金属有机骨架进行超声，利用水热法制备得到微球状纳米复合材料，干燥后研磨成粉，即得所需微球状纳米复合材料。
作为本发明一种优选的技术方案，所述锌类中间单体采用氯化锌、硝酸锌、硫酸锌的任一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述钴类中间配体采用氯化钴、硝酸钴、硫酸钴的任一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述有机溶剂采用乙二醇，丙三醇的任一种或两者的混合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述锌类中间单体单体粉末为5-10g，钴类中间配体的质量为3-5g，有机溶剂的体积为300-500mL。
作为本发明一种优选的技术方案，所述水热条件具体为水热反应温度120-180℃，反应时间12h-36h，反应体系自然冷却。
作为本发明一种优选的技术方案，所述金属有机骨架采用锌骨架、铁骨架、铜骨架的任一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，本发明还提供了上述合成方法得到的微球状纳米复合材料，该微球状纳米复合材料具有多孔结构，其比表面积为200-300m2/g，孔径为2-4nm。
作为本发明一种优选的技术方案，本发明还提供了该微球状纳米复合材料的应用，该微球状纳米复合材料用来吸附废水中污染物，尤其是孔雀石绿、刚果红两种常见染料的吸附，可在1小时内将水中的染料吸附去除，去除率均达到90％以上，并且可用NaOH溶液对其进行脱附再生。
有益效果
本发明提供了一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
合成方法及工艺简单易操作，适合于规模化工业生产，并且通过该方法制备的微球状纳米复合材料，比表面积大大增加，能够在1小时之内将水中常见的几种染料吸附去除90％以上，快速高效，克服了常规材料对染料吸附能力低的缺陷，另外可以用NaOH溶液对其进行脱附再生，克服了常规材料对染料重复吸附效率差的缺陷，实现固液快速分离，不对水体造成二次污染,具有广泛应用前景。
附图说明
图1为本发明中微球状纳米复合材料的SEM图像；
图2为通过本发明所制备的微球状纳米复合材料对刚果红、孔雀石绿两种染料进行吸附的效果数据图。
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。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，具体包括以下步骤：
步骤一、将可溶性8.0g氯化锌粉末、4.0g氯化钴、尿素均匀溶解于500ml乙二醇溶剂中，得到反应前驱体溶液；
步骤二、将得到的反应前驱体溶液在120℃水热条件下反应24h；
步骤三、水热反应结束后，加入金属有机骨架进行超声，最后用水热法制备成了微球状纳米复合材料，干燥后研磨成粉，即得所需微球状纳米复合材料。该微球状纳米复合材料的比表面积可达270.84m2/g，且对废水中的污染物的去除效率能够达到90％以上。
对本实施例合成的微球状纳米复合材料经扫描电子显微镜表征其形貌，可以看出制备的材料是多孔结构，如图1所示。
最后对本发明的微球状纳米复合材料去除污染物的能力进行了一系列表征，选取了孔雀石绿、刚果红两种常见的污染物进行吸附实验。微球状纳米复合材料对污染物的吸附速度极快，在10min左右即可完成吸附过程。随着温度和初始浓度的升高，微球状纳米复合材料对污染物的吸附容量也会相应增加，对所选四种污染物的吸附容量均大于100mg/g，去除率大于90％。使用NaOH溶液作为脱附剂，在六次吸附-脱附循环后，微球状纳米复合材料对污染物的去除效果并没有明显降低，克服了常规材料对污染物吸附能力低和重复使用效率差的缺陷，极大降低了吸附成本，可以推广应用到实际水处理工艺中，具有很高的应用价值。
实施例2
本发明提供一种技术方案：一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，具体包括以下步骤：
步骤一、将可溶性5g氯化锌、3g对硝酸钴、10g尿素均匀溶解于350mL乙二醇溶剂中，得到反应前驱体溶液；
步骤二、将得到的反应前驱体溶液在80℃水热条件下反应12h；
步骤三、水热反应结束后，加入金属有机骨架进行超声，最后用水热法制备成了微球状纳米复合材料，干燥后研磨成粉，即得所需微球状纳米复合材料。
该微球状纳米复合材料的比表面积可达234.6m2/g，孔径为2.2nm，且对水中的孔雀石绿、刚果红两种常见的污染物去除效率达到90％以上。
实施例3
本发明提供一种技术方案：一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，具体包括以下步骤：
步骤一、将可溶性10g硝酸锌、4.5g硫酸钴、13g尿素均匀溶解于500mL乙二醇溶剂中，得到反应前驱体溶液；
步骤二、将得到的反应前驱体溶液在88℃油浴条件下反应2.5天；
步骤三、水热反应结束后，加入金属有机骨架进行超声，最后用水热法制备成了微球状纳米复合材料，干燥后研磨成粉，即得所需微球状纳米复合材料。
该微球状纳米复合材料的比表面积可达286.5m2/g，孔径为3.5nm，且对水中的孔雀石绿、刚果红两种常见的污染物去除效率达到90％以上。
实施例4
本发明提供一种技术方案：一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，具体包括以下步骤：
步骤一、将可溶性7g硫酸锌、3.8g硫化钴、12.5g尿素均匀溶解于420mL乙二醇溶剂中，得到反应前驱体溶液；
步骤二、将得到的反应前驱体溶液在80℃水热条件下反应24h；
步骤三、水热反应结束后，加入金属有机骨架进行超声，最后用水热法制备成了微球状纳米复合材料，干燥后研磨成粉，即得所需微球状纳米复合材料。
该微球状纳米复合材料的比表面积可达284.3m2/g，孔径为2.6nm，且对水中的孔雀石绿、刚果红两种常见的污染物去除效率达到90％以上。
实施例5
本发明提供一种技术方案：一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，具体包括以下步骤：
步骤一、将可溶性10g氯化锌、3.5g硫化钴、13.5g尿素均匀溶解于460mL乙二醇溶剂中，得到反应前驱体溶液；
步骤二、将得到的反应前驱体溶液在160℃油浴条件下反应120h；
步骤三、水热反应结束后，加入金属有机骨架进行超声，最后用水热法制备成了微球状纳米复合材料，干燥后研磨成粉，即得所需微球状纳米复合材料。
该微球状纳米复合材料的比表面积可达232.4m2/g，孔径为2.2nm，且对水中的孔雀石绿、刚果红两种常见的污染物去除效率达到90％以上。
实施例6
本发明提供一种技术方案：一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，具体包括以下步骤：
步骤一、将可溶性8.5g氯化锌、5g氯化钴、14.5g尿素均匀溶解于350mL乙二醇溶剂中，得到反应前驱体溶液；
步骤二、将得到的反应前驱体溶液在180℃油浴条件下反应36h；
步骤三、水热反应结束后，加入金属有机骨架进行超声，最后用水热法制备成了微球状纳米复合材料，干燥后研磨成粉，即得所需微球状纳米复合材料。
该微球状纳米复合材料的比表面积可达290.4m2/g，孔径为2.4nm，且对水中的孔雀石绿、刚果红两种常见的污染物去除效率达到90％以。
实施例7
将实施例1中的氯化锌粉末换成硝酸锌粉末，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物为微球状纳米复合材料，其比表面积可达260.4m2/g，孔径为2.6nm。
实施例8
将实施例1中的氯化锌粉末换成硫酸锌粉末，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物为微球状纳米复合材料，其比表面积可达270.4m2/g，孔径为2.8nm。
实施例9
将实施例1中的氯化钴换成对硝酸钴，其他各项操作均与实施例1相同。
实施例10
将实施例1中的氯化钴换成硫酸锌，其他各项操作均与实施例1相同。
实施例11
将实施例1中乙二醇换成丙三醇，其他各项操作均与实施例1相同。
实施例12
将实施例1中锌骨架换成铁骨架、铜骨架，其他各项操作均与实施例1相同。
实施例13
将实施例1中乙二醇的体积500mL换成300mL，其他各项操作均与实施例1相同。
实施例14
将实施例1中乙二醇的体积500mL换成400mL，其他各项操作均与实施例1相同。
实施例15
将实施例1中160℃水热条件换成120℃水热条件，其他各项操作均与实施例1相同。
实施例16
将实施例1中160℃水热条件换成180℃水热条件，其他各项操作均与实施例1相同。
实施例17
将实施例1中水热24h换成水热12h，其他各项操作均与实施例1相同。
实施例18
将实施例1中水热24h换成水热36h，其他各项操作均与实施例1相同。
为了进一步说明本发明所制备微球状纳米复合材料的技术效果，进行如下实验：
取50mL、100mg/L的刚果红和孔雀石绿溶液，向溶液中分别添加20mg和30mg吸附剂，调节pH为7，避光振荡，分别在不同时间内取上清液，使用无机滤膜(0.22μm)过滤后测量吸光度，得出平衡后剩余浓度，通过计算比较两种染料去除率和吸附容量，结果数据如图2所示。
需要进一步说明的是：
1、当ZnCo2O4@Cu-MOF纳米材料用量为20mg,其对刚果红去除效果最佳时可达到96.27％，其最大吸附容量可达到242.3454mg/g；
2、当ZnCo2O4@Cu-MOF纳米材料用量为30mg,其对孔雀石绿去除效果最佳时可达到92.31％，其最大吸附容量可达到153.6218mg/g。
综上所述，可以得出该方法制备微球状纳米复合材料对刚果红、孔雀石绿两种染料都有比较好的吸附效果的结论。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (9)
1.一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，其特征在于，包括如下：
干燥后的适量锌类中间单体、钴类中间配体、尿素溶解在有机溶剂中，得到反应前驱体溶液；
反应前驱体溶液在水热条件下进行反应；
水热反应结束后，加入金属有机骨架进行超声，利用水热法制备得到微球状纳米复合材料，干燥后研磨成粉，即得所需微球状纳米复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，其特征在于，所述锌类中间单体采用氯化锌、硝酸锌、硫酸锌的任一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，其特征在于，所述钴类中间配体采用氯化钴、硝酸钴、硫酸钴的任一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂采用乙二醇，丙三醇的任一种或两者的混合。
5.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，其特征在于，所述锌类中间单体单体粉末为5-10g，钴类中间配体的质量为3-5g，有机溶剂的体积为300-500mL。
6.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，其特征在于，所述水热条件具体为水热反应温度120-180℃，反应时间12h-36h，反应体系自然冷却。
7.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，其特征在于，所述金属有机骨架采用锌骨架、铁骨架、铜骨架的任一种或多种。
8.一种权利要求1-7任一项所述的高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，其特征在于，所示微球状纳米复合材料具有多孔结构，其比表面积为200-300m2/g，孔径为2-4nm。
9.一种权利要求1-7任一项所述的高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法，其特征在于，制备得到的微球状纳米复合材料，应用于吸附废水中的污染物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211448691.2A CN115888666A (zh) | 2022-11-18 | 2022-11-18 | 一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211448691.2A CN115888666A (zh) | 2022-11-18 | 2022-11-18 | 一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115888666A true CN115888666A (zh) | 2023-04-04 |
Family
ID=86492808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211448691.2A Pending CN115888666A (zh) | 2022-11-18 | 2022-11-18 | 一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115888666A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108393073A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-08-14 | 大连理工大学 | 一种通用磁性吸附剂的制备方法与应用 |
| CN109110822A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-01 | 中北大学 | 一种快速合成多孔钴酸锌电极材料的制备方法 |
| CN113499801A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-10-15 | 齐鲁工业大学 | 一种ZIF-8/TiO2复合材料及其制备方法和废水处理方法 |
-
2022
- 2022-11-18 CN CN202211448691.2A patent/CN115888666A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108393073A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-08-14 | 大连理工大学 | 一种通用磁性吸附剂的制备方法与应用 |
| CN109110822A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-01 | 中北大学 | 一种快速合成多孔钴酸锌电极材料的制备方法 |
| CN113499801A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-10-15 | 齐鲁工业大学 | 一种ZIF-8/TiO2复合材料及其制备方法和废水处理方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HONGXU GUO，ET AL.: "Facile template-free one-pot fabrication of ZnCo2O4 microspheres with enhanced photocatalytic activities under visible-light illumination", 《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》, vol. 239, 20 November 2013 (2013-11-20), pages 192 - 199 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sağlam et al. | Use and applications of metal-organic frameworks (MOF) in dye adsorption | |
| Zhang et al. | Efficient removal of tetracycline by a hierarchically porous ZIF-8 metal organic framework | |
| Naeem et al. | Synthesis and characterization of graphene oxide sheets integrated with gold nanoparticles and their applications to adsorptive removal and catalytic reduction of water contaminants | |
| Liu et al. | In situ preparation of chitosan/ZIF-8 composite beads for highly efficient removal of U (VI) | |
| Huang et al. | Photocatalytic MOF fibrous membranes for cyclic adsorption and degradation of dyes | |
| Chen et al. | Removal of Cr (VI) from aqueous solution using modified corn stalks: Characteristic, equilibrium, kinetic and thermodynamic study | |
| He et al. | Degradation of tetracycline by a novel MIL-101 (Fe)/TiO 2 composite with persulfate | |
| Miao et al. | Adsorption and reduction of Cr (VI) in water by iron-based metal-organic frameworks (Fe-MOFs) composite electrospun nanofibrous membranes | |
| Ye et al. | Core-shell ZIF-67/ZIF-8-derived sea urchin-like cobalt/nitrogen Co-doped carbon nanotube hollow frameworks for ultrahigh adsorption and catalytic activities | |
| CN110776049A (zh) | 功能化锆基金属有机骨架/质子化氮化碳复合材料活化过一硫酸盐处理有机废水的方法 | |
| Li et al. | Three dimensional MOF–sponge for fast dynamic adsorption | |
| Hashemian | MnFe2O4/bentonite nano composite as a novel magnetic material for adsorption of acid red 138 | |
| CN111203179A (zh) | 一种可再生含酚有机废水催化吸附材料的制备方法及应用 | |
| CN111001390A (zh) | 一种复合型金属有机吸附材料及其制备方法 | |
| CN114950409A (zh) | 一种锰基催化材料及其制备方法与应用 | |
| CN110523398B (zh) | 一种碳纳米片层负载TiO2分子印迹材料及其制备方法和应用 | |
| Vo et al. | ZIF-67 grafted-boehmite-PVA composite membranes with enhanced removal efficiency towards Cr (VI) from aqueous solutions | |
| Zhang et al. | Preparation and performance of FeCo bimetallic organic frameworks with super adsorption and excellent peroxymonosulfate activation for tetracycline removal | |
| CN113600133A (zh) | 一种除磷吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN113351173A (zh) | 一种含腐植酸磁性吸附材料及其制备方法与应用 | |
| CN111234295B (zh) | 一种分子印迹光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN102838162B (zh) | 多孔二氧化钛空心球、制备及用于吸附Cr(VI)的方法 | |
| CN115888666A (zh) | 一种高效去除废水中污染物的纳米复合材料的合成方法 | |
| CN116764597A (zh) | 一种水体中亚硝基二丙胺的吸附净化剂及其制备方法 | |
| Wang et al. | Efficient removal of dyes from water by zirconium-based metal-organic cages with varying functional groups |
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 |