用于提取盐湖卤水铷的MOF基吸附剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于提取盐湖卤水铷的MOF基吸附剂及制备方法。将复合材料包装废弃物与活化剂按质量比1：0.5

【技术实现步骤摘要】
用于提取盐湖卤水铷的MOF基吸附剂及制备方法


[0001]本专利技术属于吸附剂制备
，特别涉及一种用于提取盐湖卤水铷的MOF基吸附剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]铷是重要的战略资源，广泛应用在航天、能源、医药、化学、光线通信系统、电子设备等领域。随着铷越来越多的应用到各个领域，尤其是高科技领域，对其的需求也在日益增加。矿石中含有丰富的铷资源，但矿石资源逐渐耗竭，价格也在攀升。最重要的是，从矿石中粗放型的提取方式(高温煅烧、强酸强碱浸出)造成了严重的环境污染，使得提取和污染防治成本增加。相比而言，盐湖中也含有丰富的铷资源，提取过程避免了煅烧和浸出环节，是一种环境较为友好的提取方式和途径，因此研究如何从盐湖中提取和分离铷意义十分重大，也是未来开发的重点。但是盐湖卤水中铷浓度很低，与其化学性质非常相似的钾离子浓度却很高，给铷的分离提取带来很大困难。
[0003]常用的铷分离方法有沉淀法、吸附法、萃取法等。沉淀法成本高、部分工艺过程较为复杂、沉淀物稳定性不高。萃取法的萃取剂价格昂贵且损失严重，萃取过程中需处理的卤水量大，腐蚀较大，在生产过程中容易对盐湖和周边地区造成污染。吸附法具有工艺简单、回收率高、环境友好等优点，但是目前有关铷吸附剂的研究开发较少。因此，开发离子选择性高、吸附容量大的铷吸附剂对于综合利用盐湖资源具有重要意义。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术的不足，开发出铷离子选择性高、吸附容量大的吸附剂，本专利技术提供了一种用于提取盐湖卤水铷的MOF基吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
[0005]步骤(1)、将复合材料包装废弃物与活化剂按质量比1：0.5
‑
3混合后置于管式反应炉中，氦气气氛下升温至300
‑
600℃，反应2
‑
5h；
[0006]步骤(2)、将2
‑
甲基咪唑、丙烯腈和助剂分散于丁醇中，得到混合物；
[0007]步骤(3)、将管式炉反应产物按照固液比1：2
‑
5(g/ml)加入步骤(2)中得到的所述混合物，搅拌后，在30
‑
80℃下反应2
‑
10h，离心分离得到固体产物；
[0008]步骤(4)、将步骤(3)中得到的所述固体产物按照固液比1：5
‑
10(g/ml)浸于0.2
‑ꢀ
1.0mol/L稀酸溶液中，反应0.5
‑
2h后离心分离，得到MOF基吸附剂。
[0009]作为优选，步骤(1)中的所述复合材料为纸塑基、纸铝塑基材料中的任一种或两种组合；所述活化剂为氢氧化铷、氯化铷、硫酸铷、碳酸铷、硝酸铷中的一种或多种组合。
[0010]作为优选，步骤(2)中，所述2
‑
甲基咪唑、所述丙烯腈和所述丁醇的体积比为1：0.2
‑ꢀ
0.6：2
‑
5，所述助剂为氢氧化铷、氯化铷、硫酸铷、碳酸铷、硝酸铷中的一种或多种组合；助剂与丁醇的固液比为1：20
‑
50(g/ml)。
[0011]作为优选，步骤(4)中，所述稀酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种组合。
[0012]本专利技术还提供了使用如权利要求1
‑
4中任意一项所述的用于提取盐湖卤水铷的
MOF基吸附剂的制备方法，制得的用于提取盐湖卤水铷的MOF基吸附剂。
[0013]本专利技术以复合材料包装废弃物为原料，通过与活化剂热解活化得到负载铷的碳基材料。以碳基材料为核，通过以MOFs为壳，形成核壳结构复合材料，提高复合材料比表面积，改善孔道结构。在助剂作用下浸渍改性，而后稀酸洗脱，提高对铷的选择性。因此，本专利技术克服了传统铷吸附剂吸附容量小、选择性低、难以分离的缺点，具有制备工艺简单、铷离子选择性高、吸附容量大、容易分离等优点，易于大规模生产应用。
具体实施方式
[0014]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0015]实施例1：
[0016](1)、将纸塑基包装废弃物与氢氧化铷按质量比1：0.5混合后置于管式反应炉中，氦气气氛下升温至300℃，反应2h；
[0017](2)、将2
‑
甲基咪唑、丙烯腈和氯化铷分散于丁醇中，得到混合物。2
‑
甲基咪唑、丙烯腈和丁醇的体积比为1：0.2：2。氯化铷与丁醇的固液比为1：20(g/ml)。
[0018](3)、将管式炉反应产物按照固液比1：2加入混合物，搅拌后置于水浴中，30℃下反应 2h，离心分离得到固体产物；
[0019](4)、将固体产物按照固液比1：5浸于0.2mol/L盐酸溶液中，反应0.5h后离心分离，得到比表面积200m2/g，孔径4
‑
60nm，铷吸附容量30mg/g的吸附剂。
[0020]实施例2：
[0021](1)、将纸铝塑基包装废弃物与硫酸铷按质量比1：3混合后置于管式反应炉中，氦气气氛下升温至600℃，反应5h；
[0022](2)、将2
‑
甲基咪唑、丙烯腈和碳酸铷分散于丁醇中，得到混合物。2
‑
甲基咪唑、丙烯腈和丁醇的体积比为1：0.6：5，碳酸铷与丁醇的固液比为1：50(g/ml)。
[0023](3)、将管式炉反应产物按照固液比1：5加入混合物，搅拌后置于水浴中，80℃下反应 10h，离心分离得到固体产物；
[0024](4)、将固体产物按照固液比1：10浸于1.0mol/L硫酸溶液中，反应2h后离心分离，得到比表面积400m2/g，孔径3
‑
40nm，铷吸附容量50mg/g的吸附剂。
[0025]实施例3：
[0026](1)、将纸塑基包装废弃物与活化剂(氢氧化铷、碳酸铷质量比1：1)按质量比1：1混合后置于管式反应炉中，氦气气氛下升温至400℃，反应3h；
[0027](2)、将2
‑
甲基咪唑、丙烯腈和氯化铷分散于丁醇中，得到混合物。2
‑
甲基咪唑、丙烯腈和丁醇的体积比为1：0.3：4，氯化铷与丁醇的固液比为1：30(g/ml)。
[0028](3)、将管式炉反应产物按照固液比1：3加入混合物，搅拌后置于水浴中，50℃下反应 4h，离心分离得到固体产物；
[0029](4)、将固体产物按照固液比1：6浸于0.4mol/L硝酸溶液中，反应1h后离心分离，得到比表面积250m2/g，孔径5
‑
40nm，铷吸附容量35mg/g的吸附剂。
[0030]实施例4：
[0031]步骤(1)、将纸塑基包装废弃物与硫酸铷按质量比1：2混合后置于管式反应炉中，氦气气氛下升温至550℃，反应4h；
[0032]步骤(2)、将2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于提取盐湖卤水铷的MOF基吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤(1)、将复合材料包装废弃物与活化剂按质量比1：0.5
‑
3混合后置于管式反应炉中，氦气气氛下升温至300
‑
600℃，反应2
‑
5h；步骤(2)、将2
‑
甲基咪唑、丙烯腈和助剂分散于丁醇中，得到混合物；步骤(3)、将管式炉反应产物按照固液比1：2
‑
5(g/ml)加入步骤(2)中得到的所述混合物，搅拌后，在30
‑
80℃下反应2
‑
10h，离心分离得到固体产物；步骤(4)、将步骤(3)中得到的所述固体产物按照固液比1：5
‑
10(g/ml)浸于0.2
‑
1.0mol/L稀酸溶液中，反应0.5
‑
2h后离心分离，得到MOF基吸附剂。2.如权利要求1所述的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚志通，王彬惠，孙宇航，陈昕洋，刘洁，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：