[发明专利]偕胺肟基修饰MOF材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种偕胺肟基修饰MOF材料及其制备方法，属于材料技术领域。本发明所述的偕胺肟基修饰的MOF材料为MIL‑101(Cr)材料，所述偕胺肟基配位修饰MIL‑101(Cr)材料的中心原子Cr。本发明制备的偕胺肟基修饰MOF材料，具有较大的比表面积，水稳定性好、吸附效率高、吸附速率快；对铀的选择吸附性能好，在海水提铀、放射性废水处理和环境修复等领域有较好的应用前景。本发明的制备方法，过程简单，分离效果好，采用对苯二甲酸、九水合硝酸铬相对廉价试剂，合成步骤新颖。

技术领域

本发明涉及一种偕胺肟基修饰MOF材料及其制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

当今世界能源和环境之间的矛盾日渐突出，核能自诞生之日起就被视为一种重要的未来能源，在改善我国能源结构、降低火电份额、改善环境中起到了至关重要作为。目前我国的核电事业主要依托于对陆生铀矿的开采，但我国铀矿石相对匮乏，核能产业发展受限。海洋中铀资源的储量是陆生铀资源的一千倍，如果开发得当完全能够满足我国核能产业的跨越式发展。海水提铀关键是吸附剂的开发与利用。

金属-有机框架材料(MOFs)是由有机配体和无机金属离子配位而形成的一种具有从一维到三维结构的高度晶化的多孔材料。

MIL-101系列材料由于具有巨大的比表面积、较大的窗口尺寸以及较大的孔容孔径而得到广泛研究。其中MIL-101(Cr)稳定性良好，尤其是其能在水溶液中稳定存在，因此MIL-101(Cr)及其改性材料在重离子吸附分离方面具有巨大的应用前景。

CN 108484929 A一种基于酰胺肟的金属有机框架合成MIL-53(Al)-AO2的制备方法。公开了在金属有机框架上引入酰胺肟，其合成工艺方法如下：

殷晓慧，刘建明，熊振湖.偕胺肟基与金属有机骨架UiO-66对水中铀吸附协同作用的研究[J].天津城建大学学报.公开合成了偕胺肟基修饰的金属-有机框架UiO-66(UiO-66-AO).傅里叶变换红外光谱图证实了UiO-66-AO的成功合成，并对其进行了热重分析.通过批次实验，研究了接触时间、pH、固液比、温度和初始铀离子浓度对于吸附的影响.吸附实验表明，UiO-66-AO展现出对铀的有效吸附，拓宽了最高吸附容量的pH范围，准二级动力学模型和Freundlich等温模型更好地拟合了实验数据。

然而上述现有技术的工艺都是在苯环上进行偕胺肟基改性，尚未发现通过在中心Cr离子上配位乙二胺接枝偕胺肟基的MOF材料，并且合成原材料的价格昂贵，使用的溶剂DMF对环境污染较为严重，且对人体的健康影响很大，DMF在2A类致癌物清单列中。前人得到的产品对铀的吸附量较低，达到吸附平衡时间较长。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种新的偕胺肟基修饰MOF材料，该材料吸附铀达到平衡的时间短。

为解决本发明的第一个技术问题，本发明所述的偕胺肟基修饰MOF材料，的MOF材料为MIL-101(Cr)材料，所述偕胺肟基配位修饰MIL-101(Cr)材料的中心原子Cr。

优选的，所述偕胺肟基修饰MOF材料结构式如下：

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种上述新的偕胺肟基修饰MOF材料的制备方法。

为解决本发明的第二个技术问题，所述制备方法的工艺如下：

进一步的，所述方法为：

(1)将MIL-101(Cr)脱水；脱去MIL-101(Cr)上Cr离子的结晶水；