[发明专利]一种易再生吸附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种易再生吸附材料的制备方法，属于环境治理技术领域。本申请是通过将硝酸盐溶于甲醇得到溶液，以及将2‑甲基咪唑溶于甲醇得到溶液后混合反应，再与九水合硝酸铁反应，然后再与亲水性高分子材料分散于水中进行反应得到复合材料，最后进行煅烧得到铁基金属有机框架/碳气凝胶复合材料。本申请的优点是材料具有低密度，高比表面积的特点，可有效吸附废水中染料、酚类及抗生素等多种有机污染物，该材料经吸附‑降解多次循环，对废水中有机物的去除率仍可达90％以上。该铁基金属有机框架/碳气凝胶复合材料及其吸附、降解、再生一体化处理有机废水的方法在环境治理中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种环保材料的制备方法，具体是指一种易再生、可实现有机物降解的吸附材料及其制备方法，属于环境治理技术领域。

背景技术

水中的有机污染物，尤其是染料、酚类和抗生素等，因具有生物累积性和长期危害性以及难生物降解等特点，对生态环境及人类健康造成了潜在的危害。因此，如何高效地去除废水中的有机污染物是国内外环境治理的难点和热点。在众多处理有机废水的方法中，吸附法因操作简便、处理效率高、能耗低等优点被认为是处理有机废水最有效的方法之一。

吸附法利用吸附材料将有机污染物由液相吸附到固相中，吸附饱和后需要再生才能重复使用。目前，吸附材料常用的再生方法有加热法、溶剂法和生物法等。加热法是利用直接燃烧的多段再生炉除去吸附的有机物，具有吸附材料热损失大和结构易破坏、耗能大等问题。溶剂法是利用能解吸附的溶剂使吸附质从吸附剂中分离，该方法无法降解有机污染物、且会产生二次废水。生物法是将吸附质生化氧化分解，存在污染物种类的适用范围小和反应周期长的缺点。综上所述，常用吸附剂的再生方法都存在相应的局限性。因此，开发易于再生、可实现有机物降解的吸附材料及处理有机废水的方法具有重要意义。

本发明开发了一种铁基金属有机框架/碳气凝胶复合材料及其吸附、催化处理有机废水的方法。该铁基金属有机框架/碳气凝胶复合材料具有低密度，高比表面积的特点，可有效吸附废水中染料、酚类及抗生素等多种有机污染物。此外，吸附饱和后，将该吸附材料从废水中分离出来，浸入含有氧化剂的溶液中，可使吸附的有机物快速降解，同时实现吸附材料的再生。该材料经吸附-降解9次循环，对废水中有机物的去除率仍可达90％以上。该铁基金属有机框架/碳气凝胶复合材料及其吸附、降解、再生一体化处理有机废水的方法在环境治理中具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种易再生、可实现有机物降解的吸附材料及其制备方法。将铁离子负载金属有机框架掺入高分子气凝胶中，在惰性气氛下热解后，得到具有多孔结构、低密度、高比表面积的铁基金属有机框架/碳气凝胶复合材料。该复合材料可有效吸附废水中染料、酚类及抗生素等多种有机污染物。此外，吸附饱和后，将该吸附材料从废水中分离出来，浸入含有氧化剂的溶液中，可使吸附的有机物快速降解，同时实现吸附材料的再生。该材料经吸附-降解多次使用，对废水中有机物的去除率仍可达90％以上。该铁基金属有机框架/碳气凝胶复合材料及其吸附、降解、再生一体化处理有机废水的方法在环境治理中具有广阔的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：

一种易再生吸附材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

①将硝酸盐溶于甲醇得到溶液A，将2-甲基咪唑溶于甲醇得到溶液B，再将溶液A与溶液B混合反应，得到金属有机框架材料；其中溶液A的摩尔浓度为5—50mmol/L，溶液B的摩尔浓度为10—100mmol/L；

②将九水合硝酸铁与步骤①得到的金属有机框架材料分散于无水乙醇中，得到混合液进行反应，得到铁离子负载金属有机框架的粉末材料；九水合硝酸铁与金属有机框架材料的质量用量比为1：2—5；溶解于无水乙醇中的质量浓度为1—10g/100ml；