镧基二维金属有机骨架Ln-TDA纳米片及其制备方法和应用.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CN113731370A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202111214551.4(22)申请日2021.10.19(71)申请人云南大学地址650091云南省昆明市翠湖北路2号(72)发明人蒋峰芝郑紫光李慧颖皮晓琳马敏蒋小梅(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人刘丹丹(51)Int.Cl.B01J20/22(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/10(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称镧基二维金属有机骨架Ln-TDA纳米片及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种镧基二维金属有机骨架Ln‑TDA纳米片及其制备方法和应用，属于水处理材料技术领域。本发明将2,2'‑硫代二羧酸和镧系金属盐溶解到碱金属氢氧化物水溶液中，得到反应液；将所述反应液在超声条件下进行微波反应，得到镧基二维金属有机骨架Ln‑TDA纳米片。本发明以2,2'‑硫代二羧酸为有机配体，以镧系金属为金属源，在微波加热合成层状结构MOFs的条件下，超声振动能有效破坏层间力，可实现一步法获得单层或少层二维纳米片，操作简单高效，避免了通过有机溶剂超声剥离层状块状材料获得纳米片的后处理等繁琐步骤。CN113731370ACN113731370A权利要求书1/1页1.一种镧基二维金属有机骨架Ln‑TDA纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将2,2'‑硫代二羧酸和镧系金属盐溶解到碱金属氢氧化物水溶液中，得到反应液；将所述反应液在超声条件下进行微波反应，得到镧基二维金属有机骨架Ln‑TDA纳米片。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镧系金属盐包括镧系金属硝酸盐。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述镧系金属硝酸盐包括硝酸镧或硝酸铈。4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述2,2'‑硫代二羧酸与镧系金属盐中的镧系元素的摩尔比为(0.5～2):1。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱金属氢氧化物水溶液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述2,2'‑硫代二羧酸与碱金属氢氧化物水溶液中氢氧根离子的摩尔比为1:2。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碱金属氢氧化物水溶液的浓度为75mmol/L。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波反应的温度为90～95℃，保温时间为5～15min。9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的镧基二维金属有机骨架Ln‑TDA纳米片，厚度为80～150nm，横向尺寸为2～4μm。10.权利要求9所述镧基二维金属有机骨架Ln‑TDA纳米片在除磷中的应用。2CN113731370A说明书1/7页镧基二维金属有机骨架Ln‑TDA纳米片及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及水处理材料技术领域，尤其涉及镧基二维金属有机骨架Ln‑TDA纳米片及其制备方法和应用。背景技术[0002]富营养化是指水体中氮磷含量过高引起的水质恶化。水体中磷的富集浓度过高会导致环境污染、水生生物种类减少，甚至严重威胁和影响人类健康，自然水体中总磷的富集浓度高于0.02mgP/L将会导致水体富营养化，因此有效控制水体中磷浓度成为富营养化治理的关键。吸附法操作简单、成本低、能耗低，是去除低浓度磷酸盐的首选方法。[0003]镧基(Ln)金属吸附剂具有优异的磷酸盐选择性和吸附能力。然而目前报道的镧基金属吸附剂多为三维的块体结构，存在金属活性位点隐蔽、吸附传质阻力大等缺陷，不利于磷酸盐的高效选择性快速去除。二维金属有机骨架(2DMOFs)作为一种新兴的2D材料，近些年被广泛的关注。众所周知，与3DMOFs的三维块状结构相比，2DMOFs纳米片具有比表面积大、传质阻力小和高暴露活性位点等优势，在吸附过程中能明显减小扩散障碍提高吸附速率，同时高暴露吸附活性位点能提高吸附容量。[0004]目前，镧基二维金属有机骨架纳米片主要是通过水热法获得块状金属有机骨架材料以后，采用机械剥离、液相剥离和电化学剥离等为代表的“自上而下”的合成方法获得。Wang的研究组(Huai‑SongWang,J.L.,Jin‑YiLi,KangWang,YaDing,Xing‑HuaXia(2017)."Lanthanide‑basedmetal‑organicframeworknanosheetswithuniquefluorescencequenchingpropertiesfortwo‑colorintracellularadeno