[发明专利]基于锆基金属有机骨架改性的树脂基杂化材料及其应用

权利要求书

1.一种基于锆基金属有机骨架改性的树脂基杂化材料，其特征在于，该杂化材料以高分子树脂为基体，其上固载锆基金属有机骨架UiO-66系列材料，UiO-66系列材料为纳米颗粒，呈正八面体形态，粒径大小为20nm～100nm，固载量为2%～16%。

2.根据权利要求1所述树脂基杂化材料，其特征在于，所述高分子树脂采用聚苯乙烯系交换树脂；所述UiO-66系列材料采用UiO-66、UiO-66-NH₂、UiO-66-NO₂。

3.根据权利要求2所述树脂基杂化材料，其特征在于，所述高分子树脂采用凝胶型阴离子交换树脂201×4、凝胶型阴离子交换树脂201×7、大孔型阴离子交换树脂D201、大孔型阴离子交换树脂D301、超高交联树脂NDA150、或超高交联树脂NDA88；所述UiO-66系列材料的固载量为4%～10%。

4.根据权利要求3所述树脂基杂化材料，其特征在于，所述UiO-66系列材料采用UiO-66-NH₂。

5.根据权利要求1至4任一所述树脂基杂化材料，其特征在于，所述树脂基杂化材料通过以下方法制备：将金属锆盐分散于DMF中超声溶解制备锆盐溶液，再加入高分子树脂基体，搅拌制备得混合溶液，再加入有机配体溶液混合搅拌，于高压反应釜内进行高温高压反应制备得到所述树脂基杂化材料。

6.根据权利要求5所述树脂基杂化材料，其特征在于，所述树脂基杂化材料通过以下方法制备：

（1）取金属锆盐分散于DMF中，超声溶解得锆盐溶液，再将高分子树脂基体加入锆盐溶液中搅拌均匀制备得混合溶液A；所述锆盐溶液浓度为0.02～0.1M；所述高分子树脂基体的加入量与锆盐溶液的体积比为1g：（12.5mL～50mL）；

（2）取有机配体分散于DMF中，超声溶解得有机配体溶液B，将有机配体溶液B倒入步骤（1）所得混合溶液A中搅拌均匀，得混合溶液C；所述有机配体溶液B浓度为0.02～0.1M；所述高分子树脂基体的质量与有机配体溶液B的体积比为1g：（12.5mL～50mL）；所述有机配体与金属锆盐的摩尔比为1：（0.25～6）；

（3）将步骤（2）所得混合溶液C倒入高压反应釜内衬密封拧紧，放入预热到100～150℃的鼓风烘箱里，静态条件下反应12～48小时后冷却至室温，即得改性树脂材料；

（4）将步骤（3）得到的改性树脂材料，分别用DMF、甲醇依次洗涤，并于50～120℃条件下真空干燥，即得所述锆基金属有机骨架改性的树脂基杂化材料。

7.根据权利要求6所述树脂基杂化材料，其特征在于，所述步骤（1）中金属锆盐采用硝酸锆或氯化锆；所述步骤（2）中有机配体采用对苯二甲酸、2-硝基对苯二甲酸、或2-氨基对苯二甲酸。

8.权利要求1至4任一所述树脂基杂化材料在对含氟污水处理上的应用。

9.根据权利要求8所述对含氟污水处理上的应用，其特征在于，所述含氟污水的pH值为3.0～8.0。

10.根据权利要求9所述对含氟污水处理上的应用，其特征在于，所述含氟污水中含有强竞争离子；所述强竞争离子为SO₄²⁻、NO₃⁻、Cl⁻、HCO₃⁻、Ca²⁺、Mg²⁺中的一种或多种。