一种ZIF-8@FP复合吸附材料的制备方法及其在吸附净化处理含铜废水中的应用技术

本发明专利技术公开了一种ZIF‑8@FP复合吸附材料的制备方法及其在吸附净化处理含铜废水中的应用，将滤纸裁剪为1cm*4cm的滤纸条并置于质量浓度为10%的氢氧化钠溶液中，于30℃、120r/min的条件下振荡2h，再用蒸馏水冲洗至中性，于60℃烘干得到预处理滤纸备用；将1.17g Zn(NO

A preparation method of ZIF 8@FP composite adsorbent and its application in the treatment of wastewater containing copper in adsorption purification

The invention discloses a preparation method of ZIF 8@FP composite adsorbent and its application in purification of wastewater containing copper in adsorption, filter paper cutting 1cm*4cm filter paper and placed in a concentration of 10% sodium hydroxide solution, at the temperature of 30 and 120r/min under the condition of oscillation of the 2H, and then rinsed with distilled water to neutral in 60, drying preprocessing filter 1.17g Zn standby; (NO3) 2 - 6H2O 8mL dissolved in distilled water, then add the pretreatment filter for 20min, 22.6g 2 2-methylimidazole dissolved in 80mL distilled water and the formation of the 2 solution 2-methylimidazole solution is poured into the filter paper soaked in. At the temperature of 30, under the condition of 120r/min oscillation 24h, static 24h, followed by distilled water cleaning, drying at 60 DEG C to prepare the composite adsorption material, and also discloses the application of composite adsorbent purification treatment of wastewater containing copper in adsorption. The composite adsorption material of the invention has the advantages of simple process, convenient operation and mild conditions. The composite adsorption material has strong adsorption selectivity, strong anti-interference ability, fast adsorption rate and easy separation.

【技术实现步骤摘要】
一种ZIF-8@FP复合吸附材料的制备方法及其在吸附净化处理含铜废水中的应用
本专利技术属于复合吸附剂
，具体涉及一种ZIF-8@FP复合吸附材料的制备方法及其在吸附净化处理含铜废水中的应用。
技术介绍
ZIF-8是金属有机骨架材料，具有良好的水热稳定性、超大的比表面积和可调的孔径等优点，还具有可以吸附超过自身孔径大分子的旋转门效应，已经成为吸附材料领域的研究热点。然而，ZIF-8作为吸附材料存在着吸附剂分离较为困难的问题，这是因为ZIF-8较小，沉降性能差，在实验室，通常用高速离心机进行分离。ZIF-8要应用到实际的废水处理中，首先需要解决吸附剂的分离问题，本专利技术尝试将ZIF-8与滤纸（FP）复合形成复合吸附材料以解决使用过程中存在的技术问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种ZIF-8@FP复合吸附材料的制备方法及其在吸附净化处理含铜废水中的应用，该ZIF-8@FP复合吸附材料成功解决单独使用ZIF-8作为吸附剂时存在分离困难的问题，并且具有良好的吸附性能，ZIF-8@FP复合吸附材料吸附选择性强、抗干扰能力强、吸附速率快且易于分离，适用于含铜废水的吸附净化处理。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种ZIF-8@FP复合吸附材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将滤纸裁剪为1cm*4cm的滤纸条并置于质量浓度为10%的氢氧化钠溶液中，于30℃、120r/min的条件下振荡2h，再用蒸馏水冲洗至中性，于60℃烘干得到预处理滤纸备用；将1.17gZn(NO3)2·6H2O溶于8mL蒸馏水中，再加入预处理滤纸浸泡20min，将22.6g2-甲基咪唑溶于80mL蒸馏水中并将形成的2-甲基咪唑溶液倒入浸泡滤纸的溶液中，于30℃、120r/min的条件下振荡24h，静置24h，再经蒸馏水清洗，于60℃烘干制得ZIF-8@FP复合吸附材料。本专利技术所述的ZIF-8@FP复合吸附材料在吸附净化处理含铜废水中的应用，其特征在于具体过程为：将ZIF-8@FP复合吸附材料置于与金属离子Zn2+、Cd2+、Ni2+、Mn2+、Co2+、Mg2+和Cr6+共存的含铜废水中，于30℃吸附180min实现含铜废水吸附净化处理。本专利技术的ZIF-8@FP复合吸附材料的制备方法工艺简单、操作方便且条件温和，制得的ZIF-8@FP复合吸附材料吸附选择性强、抗干扰能力强、吸附速率快且易于分离，适用于含铜废水的吸附净化处理。附图说明图1是ZIF-8的红外谱图；图2是FP的红外谱图；图3是ZIF-8@FP的红外谱图；图4是ZIF-8的XRD谱图；图5是FP的XRD谱图；图6是ZIF-8@FP的XRD谱图；图7是ZIF-8的SEM图；图8是FP的SEM图；图9是ZIF-8@FP的SEM图；图10是平衡时间对ZIF-8@FP的吸附铜影响曲线；图11是ZIF-8@FP的吸附选择性的柱状图。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1、ZIF-8@FP复合吸附材料的制备：预处理滤纸的制备将滤纸裁剪为1cm*4cm的滤纸条并置于质量浓度为10%的氢氧化钠溶液中，于30℃、120r/min的条件下振荡2h，再用蒸馏水冲洗至中性，于60℃烘干得到预处理滤纸备用。ZIF-8@FP的制备将1.17gZn(NO3)2·6H2O溶于8mL蒸馏水中，再加入预处理滤纸浸泡20min，将22.6g2-甲基咪唑溶于80mL蒸馏水中并将形成的2-甲基咪唑溶液倒入浸泡滤纸的溶液中，于30℃、120r/min的条件下振荡24h，静置24h，再经蒸馏水清洗，于60℃烘干制得ZIF-8@FP复合吸附材料。为了证明ZIF-8成功合成以及成功键合到滤纸上，在没有放入滤纸以及其它条件不变的情况下合成ZIF-8。2、表征：图1-3是ZIF-8、FP和ZIF-8@FP的红外谱图。ZIF-8红外谱图在1580cm-1出现了咪唑环C=N键伸缩振动峰，在421cm-1处出现了Zn-N键伸缩振动峰，这表明ZIF-8制备成功。ZIF-8@FP红外谱图除了具备滤纸红外谱图的特征吸收峰外，在421cm-1处观察到了Zn-N键伸缩振动峰，这证明ZIF-8@FP成功制备。图4-6是ZIF-8、FP和ZIF-8@FP的XRD谱图。ZIF-8@FP的XRD谱图出现了与ZIF-8对应一致的特征衍射峰，同时也出现了与滤纸对应一致的特征衍射峰，这说明ZIF-8@FP的合成没有破坏ZIF-8的晶体结构。图7-9是ZIF-8、FP和ZIF-8@FP的扫描电镜图。ZIF-8的颗粒分布比较均匀，滤纸和ZIF-8@FP形貌差异较大，这表明ZIF-8@FP制备成功。3、吸附性能：图10是平衡时间对ZIF-8@FP吸附铜的影响曲线。实验条件：ZIF-8@FP复合吸附材料一张，Cu2+浓度50µg/mL溶液50mL，振荡速度160r/min，温度30℃。ZIF-8@FP复合吸附材料对铜离子的吸附速度较大，180min吸附量达到平衡吸附量的90%以上。图11是ZIF-8@FP复合吸附材料的吸附选择性柱状图。实验条件：吸附剂为ZIF-8@FP复合吸附材料一张，各种金属离子浓度均为50µg/mL，体积50mL，平衡时间8h，振荡速度160r/min，温度30℃。在Cu2+、Au3+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Ni2+、Mn2+、Co2+、Mg2+和Cr6+等金属离子中，ZIF-8@FP复合吸附材料展现了较强的吸附选择性，对Cu2+的吸附量远远大于对其它金属的吸附量。表1给出了常见金属离子与铜离子共存时，ZIF-8@FP复合吸附材料对铜的吸附。吸附剂为ZIF-8@FP复合吸附材料一张，各种金属离子和分别与铜离子组成二元体系，且浓度均为50µg/mL，体积50mL，平衡时间8h，振荡速度160r/min，温度30℃。在Zn2+、Cd2+、Ni2+、Mn2+、Co2+、Mg2+和Cr6+等金属离子分别与铜离子共存的条件下，ZIF-8@FP复合吸附材料对铜离子的吸附量没有明显的降低，同时对常见金属的吸附量非常低，这说明ZIF-8@FP复合吸附材料吸附铜离子抗干扰性能强。表1ZIF-8@FP吸附铜的抗干扰性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ZIF‑8@FP复合吸附材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将滤纸裁剪为1cm*4cm的滤纸条并置于质量浓度为10%的氢氧化钠溶液中，于30℃、120r/min的条件下振荡2h，再用蒸馏水冲洗至中性，于60℃烘干得到预处理滤纸备用；将1.17g Zn(NO3)2·6H2O溶于8mL蒸馏水中，再加入预处理滤纸浸泡20min，将22.6g 2‑甲基咪唑溶于80mL蒸馏水中并将形成的2‑甲基咪唑溶液倒入浸泡滤纸的溶液中，于30℃、120r/min的条件下振荡24h，静置24h，再经蒸馏水清洗，于60℃烘干制得ZIF‑8@FP复合吸附材料。

【技术特征摘要】
1.一种ZIF-8@FP复合吸附材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将滤纸裁剪为1cm*4cm的滤纸条并置于质量浓度为10%的氢氧化钠溶液中，于30℃、120r/min的条件下振荡2h，再用蒸馏水冲洗至中性，于60℃烘干得到预处理滤纸备用；将1.17gZn(NO3)2·6H2O溶于8mL蒸馏水中，再加入预处理滤纸浸泡20min，将22.6g2-甲基咪唑溶于80mL蒸馏水中并将形成的2-甲基咪唑溶液倒入浸泡滤纸的溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治科，朱韵怡，陈海天，叶存玲，范顺利，陈凌云，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41