HoMOF材料及其制备方法和应用

本发明涉及及金属有机框架材料，具体涉及一种homof材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、金属有机框架功能性多孔材料(mofs)在众多领域中具有独特的应用价值，一直是科研工作者的研究重点。以往文献中虽然报导了一些金属有机框架材料的制备方法，但其制备过程往往比较复杂或者需要在高温加压的情况下进行。

2、当前印染废水处理的方法分为化学法、生物法、物理法三大类，在实际处理印染废水时往往需要根据实际情况选取不同的方法使用。化学法主要是通过氧化还原反应对废水中污染物进行处理，包括电化学法和氧化法等。生物法是指利用微生物自身的代谢过程来降解有机污染物的方法，主要分为好氧法与厌氧法两种。物理法主要包括吸附法、膜分离法、絮凝沉降法和离子交换法。其中，吸附法是利用固体吸附剂将液相中的一种或数种组分吸附于表面，达到组分分离和富集的方法。吸附法操作简单、适用范围广，且对污水中存在的各类污染物均有去除效果，因而成为最为常用且受到广泛关注的一种污水处理方法。

3、中国专利cn107930573a公开了一种去除亚甲基蓝吸附剂，由矿物质和有机物组成，通过改性后，吸附剂结构变得疏松，比表面积增大，活性基团增多，孔道和空隙结构有所改善，对于亚甲基蓝具有高亲和性和吸附选择性。中国专利cn109179557a公开了一种亚甲基蓝吸附材料无机六硼化镧的制备方法，采用氯化镧和硼氢化钠为反应物，以锌为媒介，低温合成六硼化镧纳米材料。利用低温熔融法合成的六硼化镧粉末颗粒尺寸小、表面界面缺陷多，达到吸附污水中亚甲基蓝的目的。

4、综上所述，以往文献中虽然报导了一些用于脱除亚甲基蓝的吸附剂，但现有吸附剂存在以下问题：a.制备方法复杂；b.对甲基蓝的吸附量低，吸附速率慢。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种homof材料及其制备方法和应用。

2、在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备homof材料的方法。根据本发明的实施方式，所述方法包括：

3、(1)将钬源、有机配体和溶剂混合后超声，得到第一混合物；

4、(2)将第一混合物置于冷凝回流装置进行加热搅拌，得到第二混合物；

5、(3)将第二混合物进行后处理，得到homof材料。

6、于一些实施方式中，所述钬源、有机配体和溶剂混合的质量比为(1.5～2.5)：(0.8～1.2)：(1～5)。

7、于一些实施方式中，所述超声的温度为20～30℃，时间为15～30min。

8、于一些实施方式中，在步骤(1)中，所述钬源包括六水合氯化钬或八水合硫酸钬。

9、于一些实施方式中，所述有机配体包括均苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸的一种或多种。

10、于一些实施方式中，所述溶剂包括水和/或乙醇。

11、于一些实施方式中，所述溶剂包括水和n，n-二甲基甲酰胺，其中，所述n，n-二甲基甲酰胺占所述水和n，n-二甲基甲酰胺的总质量的80wt％以下，优选为70wt％以下。

12、于一些实施方式中，所述溶剂包括乙醇和n，n-二甲基甲酰胺，其中，所述n，n-二甲基甲酰胺占所述乙醇和n，n-二甲基甲酰胺的总质量的80wt％以下，优选为70wt％以下。

13、于一些实施方式中，所述加热搅拌的温度为90～100℃，时间为12～36h。

14、于一些实施方式中，所述后处理包括：将第二混合物放入过滤器中，用无水乙醇进行过滤、洗涤处理，然后放入真空干燥箱中在100～120℃下烘干处理3～6h。

15、在本发明的第二个方面，本发明提出了一种homof材料，根据本发明的实施方式，上述homof材料采用本发明第一方面所描述的方法制备得到。

16、于一些实施方式中，所述homof材料的孔容为0.03～0.13cm3/g，比表面积为36～135m2/g，孔径为2.33～15.35nm。

17、在本发明的第三个方面，本发明提出了一种本发明第二方面所描述的homof材料的应用。根据本发明的实施方式，所述应用包括脱除亚甲基蓝。

18、于一些实施方式中，所述亚甲基蓝溶液的浓度为2～2000ppmw。

19、本发明具有以下有益效果：

20、(1)本发明通过冷热回流装置，在常压下一步合成金属有机框架材料，从而解决了现有技术中金属有机框架材料制备过程复杂以及需要在高温高压下进行的问题。

21、(2)本发明制备得到的homof材料由于在制备中掺杂了钬元素，使得该材料具有一定的磁性，因此在受磁性影响的领域中具有良好的应用前景。

22、(3)本发明解决了有机配体与二价离子制备的mofs材料晶型不稳定的问题，能够生成更好的晶型，获得的mofs材料孔道结构均一，杂峰少，结构单一，晶型良好。

23、(4)本发明提供的homof材料可进一步作为亚甲基蓝的吸附剂，具有较高的吸附量和较快的吸附速率。

24、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种制备homof材料的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钬源、有机配体和溶剂混合的质量比为(1.5～2.5)：(0.8～1.2)：(1～5)；和/或，

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述钬源包括六水合氯化钬或八水合硫酸钬；和/或，

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂包括水和乙醇中的至少之一；和/或，

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热搅拌的温度为90～100℃，时间为12～36h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后处理包括：将第二混合物放入过滤器中，用去离子水进行过滤、洗涤处理，然后放入真空干燥箱中在100～120℃下烘干处理3～6h。

7.一种homof材料，其特征在于，所述homof材料采用权利要求1～6任一项所述方法制备得到。

8.根据权利要求7所述的homof材料，其特征在于，所述homof材料的孔容为0.05～0.13cm3/g，比表面积为51～135m2/g，孔径为2.33～12.57nm。

9.一种如权利要求7或8所述的homof材料的应用，其特征在于，所述应用包括吸附脱除亚甲基蓝。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述亚甲基蓝溶液的浓度为2～2000ppmw。

技术总结
本发明公开了一种HoMOF材料及其制备方法和应用，该方法包括：(1)将钬源、有机配体和溶剂混合后超声，得到第一混合物；(2)将第一混合物置于冷凝回流装置进行加热搅拌，得到第二混合物；(3)将第二混合物进行后处理，得到HoMOF材料。由此，该制备方法简单，且制备得到的HoMOF材料孔道结构均一，杂峰少，结构单一，晶型良好，磁性好，可进一步应用于亚甲基蓝吸附剂。

技术研发人员：肖永厚,闫津,杨铄涵,李玉善,梁正奇,刘旭,安博星
受保护的技术使用者：上海第二工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23