一种金属有机骨架衍生多孔碳材料及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110090621A(43)申请公布日2019.08.06(21)申请号201910408305.9C02F101/30(2006.01)(22)申请日2019.05.16(71)申请人南京林业大学地址210037江苏省南京市玄武区龙蟠路159号(72)发明人徐立杰甘露李健欣耿奥博王林洁孙阳(74)专利代理机构北京汇捷知识产权代理事务所(普通合伙)11531代理人邢文月(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/20(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种金属有机骨架衍生多孔碳材料及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种金属有机骨架衍生多孔碳材料及其制备方法与应用。本发明通过将金属盐和有机配体加入到溶剂中，在混合溶解均匀后转移到聚四氟乙烯反应釜，所述聚四氟乙烯反应釜在烘箱内的反应温度为100～160℃、反应时间为8～72h，将反应产物取出、清洗、过滤，得到MOF-74金属有机骨架前驱体；将MOF-74金属有机骨架前驱体放入管式炉，以1～5℃/分钟的升温速度升温至600～1200℃碳化温度，碳化2～6h后取出，得到多孔碳材料。本发明多孔碳材料的制备方法简便，原料易得，成本低廉，所得多孔碳材料能对水体中所含的重金属离子、有机染料、有机抗生素、有机农药等污染物高度吸附，达到污水净化的目的。CN110090621ACN110090621A权利要求书1/1页1.一种金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将金属盐和有机配体加入到溶剂中，在混合溶解均匀后转移到聚四氟乙烯反应釜，所述聚四氟乙烯反应釜在烘箱内的反应温度为100～160℃、反应时间为8～72h，将反应产物取出、清洗、过滤，得到MOF-74金属有机骨架前驱体；其中，所述金属盐、有机配体以及溶剂的摩尔体积比为(1～4)mmol：1mmol：(40～50)mL；(2)将MOF-74金属有机骨架前驱体放入管式炉，以1～5℃/分钟的升温速度升温至600～1200℃碳化温度，碳化2～6h后取出，得到多孔碳材料。2.如权利要求1所述的金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述金属盐为四水硝酸锌、六水硝酸钴、六水硝酸镍、四水氯化锰中的一种。3.如权利要求1所述的金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述有机配体为2,5-二羟基对苯二甲酸二甲酯。4.如权利要求1所述的金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述溶剂为去离子水、二甲基甲酰胺、乙醇、四氢呋喃中的一种或几种。5.如权利要求1所述的金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述清洗为乙醇清洗。6.权利要求1～5任一项所述方法制备得到的金属有机骨架衍生多孔碳材料。7.权利要求6所述的金属有机骨架衍生多孔碳材料在污水污染物吸附净化方面的应用。8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述污水污染物包括水体中的重金属离子、有机染料、有机抗生素、有机农药。2CN110090621A说明书1/3页一种金属有机骨架衍生多孔碳材料及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种高效吸附水体污染物的金属有机骨架衍生多孔碳材料及其制备方法与应用。背景技术[0002]近年来，随着我国工业化进程的不断加快，大量有机和无机污染物通过污水进入环境，对水体产生极大破坏的同时，也威胁着人类和生物的健康。这些污染物毒性大，且普遍难以用传统的生物污泥法去除。利用多孔碳材料可以迅速吸附水中污染物，且多孔碳材料制备方法简单，回收方便，成为处理水体污染物的有效方法之一。然而，大部分传统多孔碳材料存在这吸附效率低、吸附量小等缺点。[0003]金属有机骨架(MOF)，由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装连接形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料，具有孔道结构规整有序、金属组成和孔径结构尺寸可调节、骨架可修饰等特点。MOF-74类金属有机骨架采用金属盐与2,5-二羟基对苯二甲酸相互结合，孔道大、结构稳定，然而MOF材料本身作为吸附材料，长期使用结构易坍塌，稳定性难以保证。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种高效吸附水体污染物的金属有机骨架衍生多孔碳材料，该材料能克服上述背景技术中现有技术的不足之处。[0005]本发明的再一目的在于提供上述金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法。[0006]本发明的另一目的在于提供上述金属有机骨架衍生多孔碳材料在污水污染物吸附净化方面的应用，所述污