一種金屬有機(jī)骨架材料用于有效分離尺寸相近的染料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于多孔材料合成及可持續(xù)化學(xué)領(lǐng)域。具體為通過溶劑熱法合成一種多孔 的陰離子金屬有機(jī)骨架材料，并利用其陰離子骨架的性質(zhì)，研究了其在染料選擇性吸附分 離方面的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)染料的直接排放不僅對(duì)環(huán)境造成很大的污染，而且浪費(fèi)了很多工業(yè)原料。如 果能夠回收利用，將是一種非常值得期待的解決方案。傳統(tǒng)的吸附劑，如活性炭、沸石、有機(jī) 聚合物材料等可以吸附染料，但是不能進(jìn)行有效分離。近幾年發(fā)展起來的多孔金屬有機(jī)骨 架材料雖然能分離一些染料，但主要是基于尺寸選擇性，能夠有效分離具有不同尺寸的染 料。目前為止，對(duì)于尺寸相近的染料分離仍然存在著很大的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是制備一種具陰離子骨架的金屬有機(jī)骨架材料，并應(yīng)用于尺寸相近 的染料分離。
[0004] 所述的多孔吸附劑的制備方法，包括如下步驟：
[0005] (1)制備2，4，6-三(3，5-二羧酸苯胺)_1，3，5-三嗪；
[0006] (2)將2，4，6-三(3，5-二羧酸苯胺)-1，3，5-三嗪，氯化鎘，硼氟酸，DMF，甲醇，水加 入厚壁玻璃瓶中，在烘箱中程序加熱，80攝氏度保溫三天；
[0007] (3)通過過濾，得到無色棒狀晶體。
[0008] 所述的多孔吸附劑制備條件溫和，方法簡易，無需特殊的設(shè)備，成本比較低廉。本 方法具有工藝簡單，操作方便，應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。所述的多孔吸附劑可以在甲醇、乙醇、乙 腈、DMF、甲苯、乙酸乙酯、正庚烷中穩(wěn)定存在。所述的多孔吸附劑可以有效吸附分離尺寸相 近的染料，同時(shí)可以有效分離尺寸相差較大的染料。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 實(shí)施例1:吸附劑的合成
[0010] 首先，將氯化鎘制備成ImM的水溶液。接著取20vL氯化鎘水溶液，0.Olmmol 2，4，Θε? ， 5-二羧酸苯胺 )-1 ， 3 ， 5-三嗪， 0.05mL 硼氟酸， lmL DMF， lmL 甲醇于厚壁玻璃瓶中 。搖晃 均勻后，放入烘箱中在80攝氏度下保溫三天。制備的無色棒狀晶體通過過濾或者離心獲得。
[0011] 實(shí)施例2:單一組分染料吸附
[0012] 分別配制亞甲基藍(lán)、甲基橙、酸紅2和羅丹明6G的DMF溶液，濃度為0.03mM。取10mg 晶體，分別放入上述四種染料溶液中，溶液體積為10mL。吸附劑對(duì)小尺寸陽離子型亞甲基藍(lán) 染料有很好的吸附效果，對(duì)中性酸紅2、陰離子型甲基橙、較大尺寸的羅丹明6G不吸附。
[0013] 實(shí)施例3:尺寸相近染料的吸附分離
[0014] 分別配制亞甲基藍(lán)-甲基橙混合溶液，亞甲基藍(lán)-酸紅2混合溶液，各染料濃度均為 0.03mM。取lOmg晶體，分別放入上述兩種混合染料溶液中，溶液體積為10mL。對(duì)于混合染料， 吸附劑可以選擇性吸附亞甲基藍(lán)，而對(duì)甲基橙和酸紅2不吸附。
[0015]實(shí)施例4:不同尺寸染料的吸附分離
[0016]配制亞甲基藍(lán)-羅丹明6G混合溶液，各染料濃度均為0.03mM。取lOmg晶體放入上述 混合染料溶液中，溶液體積為10mL。對(duì)于混合染料，吸附劑可以選擇性吸附亞甲基藍(lán)，而對(duì) 羅丹明6G不吸附。
[0017]實(shí)施例5:多孔吸附劑的釋放性質(zhì)
[0018]實(shí)施例2中吸附亞甲基藍(lán)的多孔吸附劑放入帶有氯化鈉的10mL DMF中，震蕩釋放。 在帶有氯化鈉的DMF溶液中，吸附劑表現(xiàn)出對(duì)亞甲基藍(lán)的釋放效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種陰離子金屬有機(jī)骨架多孔吸附劑，化學(xué)簡式為：1〇(13.5〇0?41')2[(01 3)2順2]+5· (H20)2} · (H20)2Q，其中含C 36.95%，H 5.20%，N 11.46%，TDPAT為2,4,6-三（3,5-二羧酸 苯胺)-1，3,5-三嗪的羧酸鹽;該材料是三維的陰離子框架材料，抗衡陽離子為二甲胺陽離 子，其中包含丨2.4x7」A的橢圓形一維通道，孔隙率為7〇%。2. -種權(quán)利要求1所述的吸附劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下： (1) 制備H6TDPAT; (2) 將H6TDPAT，氯化鎘，硼氟酸，DMF，甲醇，水加入厚壁玻璃瓶中，在烘箱中程序加熱，80 攝氏度保溫三天； (3) 通過過濾，得到無色棒狀晶體。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，首先，將氯化鎘制備成ImM 的水溶液，接著取20vL氯化鎘水溶液，0.0 lmmol H6TDPAT，0.05mL硼氟酸，lmL DMF，lmL甲醇 于厚壁玻璃瓶中，搖晃均勻后，放入烘箱中在80攝氏度下保溫三天，利用DMF在酸性硼氟酸 的作用下，少量分解為二甲胺陽離子和甲酸的特點(diǎn)，在二甲胺誘導(dǎo)下形成陰離子金屬有機(jī) 骨架材料。4. 一種如權(quán)利要求1所述的吸附劑用于染料的吸附分離，具體步驟如下： (1) 單一組分染料吸附 分別配制亞甲基藍(lán)、甲基橙、酸紅2和羅丹明6G的DMF溶液，濃度為0.03mM。取1 Omg晶體， 分別放入上述四種染料溶液中，溶液體積為1 OmL; (2) 相同尺寸染料的吸附分離 分別配制亞甲基藍(lán)-甲基橙混合溶液，亞甲基藍(lán)-酸紅2混合溶液，各染料濃度均為 0.03mM。取10mg晶體，分別放入上述兩種混合染料溶液中，溶液體積為10mL; (3) 不同尺寸染料的吸附分離 配制亞甲基藍(lán)-羅丹明6G混合溶液，各染料濃度均為0.03mM。取10mg晶體放入上述混合 染料溶液中，溶液體積為1 OmL; (4) 多孔吸附劑的釋放性質(zhì) 實(shí)施例2中吸附亞甲基藍(lán)的多孔吸附劑放入帶有氯化鈉的10mL DMF中，震蕩釋放。
【專利摘要】本發(fā)明屬于多孔材料合成及可持續(xù)化學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明通過溶劑熱法合成一種多孔的陰離子金屬有機(jī)骨架材料，并利用其陰離子骨架的性質(zhì)以及較大的孔隙率和孔徑，研究了其在染料選擇性吸附分離方面的應(yīng)用。且本方法具有工藝簡單，成本低廉，操作方便，應(yīng)用效果好等特點(diǎn)。
【IPC分類】B01J20/28, B01J20/30, B01J20/22
【公開號(hào)】CN105617994
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511010607
【發(fā)明人】王旭生, 曹榮, 黃遠(yuǎn)標(biāo)
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日