[发明专利]一种金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法及应用有效
申请号: | 201910749652.8 | 申请日: | 2019-08-14 |
公开(公告)号: | CN110624508B | 公开(公告)日: | 2022-10-21 |
发明(设计)人: | 潘莹;刘建强;丁琼洁;钟钰瑜;李宝红;陈金香;李思;刘伟聪;彭新生 | 申请(专利权)人: | 广东医科大学 |
主分类号: | B01J20/22 | 分类号: | B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F103/34 |
代理公司: | 东莞众业知识产权代理事务所(普通合伙) 44371 | 代理人: | 何恒韬 |
地址: | 523000 广东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 金属 有机 骨架 衍生 多孔 材料 制备 方法 应用 | ||
本发明公开一种金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法及应用,方法:1)将硝酸钴和硝酸锌置于烧杯中,加入二甲基甲酰胺搅拌均匀,得到溶液B,将苯并咪唑和2‑甲基苯并咪唑置于另一烧杯中,加入二甲基甲酰胺搅拌均匀,得到溶液C,将溶液B滴加到溶液C中搅拌均匀得到混合液D,放入反应釜中,在140‑160℃条件下静置反应22‑26h,冷却至室温,经过滤、二甲基甲酰胺洗涤和干燥后,得到化合物A;2)将化合物A置于石英舟中,放入管式炉中在流动氮气氛围中以2‑4℃/min的升温速率升温至850℃‑950℃维持3‑5 h,冷却到室温后即可。本方法制备出来的多孔碳材料能作为药物污染物吸附剂吸附水体中的盐酸阿莫地喹。
技术领域
本发明涉及药学污染物吸附剂技术领域,特别涉及一种金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法及应用。
背景技术
随着社会的进步以及医药行业的发展,最近的几十年,越来越多的水系环境中被检测出多种药物、药物代谢物和药用辅料残留。其中药物主要包括抗生素类、激素类、抗炎类等药物,而药用辅料主要包括增溶剂、助溶剂、乳化剂、着色剂、黏合剂等。这些药物、药物代谢物和药用辅料结构复杂,成分多样,在自然条件下自行降解缓慢。同时随着人们不断的生产、使用,排放到水体中的药物、药物代谢物和药用辅料越来越多,尽管目前被检测出来的药物浓度远较低于药物效应的最低浓度,但通过水体持久性的接触这类物质仍然会对人类、动植物与生态系统有一定的害处。
目前药物污染物的去除方法主要有活性污泥吸附、生物降解、光催化法降解、氧化作用等,但由于各自的缺点,限制了其应用。活性污泥吸附只是将污染废水体系中药物污染物转移到土壤中,无法彻底地将药物从环境这中清除掉。生物降解和光催化法降解过程十分缓慢,不足以抵消日益增加排放到水中的药物污染物。而对于氧化作用,由于其成本消耗高难以广泛应用。相比之下,吸附法具有操作简单,成本低廉,效率高,能实现广泛应用等特点,合适作为除去水体药物污染物的方法。目前有多种材料可以作为吸附剂,例如活性炭、碳纳米管、离子交换树脂、金属氧化物等,但是碳纳米管生产成本高,难以大规模应用;活性炭再生困难,难以重复利用;金属氧化物和离子交换树脂等材料比表面积小,吸附效果不理想。因此,仍有必要继续开发具有吸附效果好、成本低、能够重复利用优点的新型材料,作为除去水体中药物污染物的吸附剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,针对上述现有技术中的不足,提供一种金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法及应用,其制备方法简易,产率高,该方法制备出来的金属有机骨架衍生多孔碳材料对盐酸阿莫地喹具有很好的吸附能力,金属有机骨架衍生多孔碳材料在吸附药物污染物后还具有循环利用的能力,因此金属有机骨架衍生多孔碳材料在吸附环境水体中的药物残留方面具有潜在应用。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种金属有机骨架衍生多孔碳材料的制备方法,包括以下步骤:
1)制备化合物A:将硝酸钴和硝酸锌置于烧杯中,然后加入二甲基甲酰胺搅拌均匀,得到溶液B;将苯并咪唑和2-甲基苯并咪唑置于另一烧杯中,然后加入二甲基甲酰胺搅拌均匀,得到溶液C;将溶液B滴加到溶液C中,搅拌均匀,得到混合液D,随后将混合液D放入反应釜中,在温度为140-160℃的条件下静置反应22-26h,之后待反应釜冷却至室温,经过滤、二甲基甲酰胺洗涤和干燥之后,得到化合物A;
2)制备金属有机骨架衍生多孔碳材料E:将化合物A置于石英舟中,随后将盛有化合物A的石英舟放入管式炉中,在流动的氮气氛围中以2-4℃/min的升温速率从室温升温至850℃-950℃,并在850℃-950℃维持3-5h,待其自然冷却到室温后,得到金属有机骨架衍生多孔碳材料E。
作为一种优选方案,所述化合物A为CoxZny-JUC-160,所述金属有机骨架衍生多孔碳材料E为Co@NC-x/y-900,其中x和y代表钴离子和锌离子的摩尔比。
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