[发明专利]基于MOFs的钴离子印迹聚合物吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种基于MOFs的钴离子印迹聚合物吸附材料，先制备锆基MOFs材料UiO‑66‑(OH)₂，再用3‑[2‑(2‑氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基‑三甲氧基硅烷和吡啶‑2‑甲醛对其进行修饰改性聚合，然后用盐酸溶液对其进行洗脱以除去钴离子，最后得到钴离子印迹聚合物(Co(II)‑IIP)。本发明制得的Co(II)‑IIP用于含钴离子废水处理，充分结合了离子印迹材料高选择的优势与MOFs材料高吸附容量的特性，实现了从废水中高容量、高选择性的吸附钴离子。本发明制备方法简单，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及钴离子印迹聚合物吸附材料，具体涉及一种基于 MOFs的钴离子印迹聚合物吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

钴是一种坚硬、有光泽非常稀缺的金属资源，通常是铜和镍开采的副产品，独立钴矿物极少。钴还是植物生长的必需微量元素，也是维生素B₁₂的组成成分，适量的低浓度 钴对植物生长有促进作用，但是如果浓度过高将使植物受到毒害作用。环境如果被具有 放射性的钴污染，其放射性会严重影响周围动植物的生长和发育。如果人类摄入了含放 射性钴的物质，会导致脱发、血液内的组织细胞严重受损、白血球减少，引起血液系统 疾病。同时，来自原子能工业排放的废弃物、核武器试验的沉降物、医疗放射性的遗弃 物是钴污染的重要来源。因此从环境中富集钴元素，既能降低钴对于人类、环境的影响， 又能回收再利用钴资源，是一项一举两得的工作。所以，从环境中富集钴元素就显得十 分有必要。

目前移除钴离子的方法有萃取法、化学沉淀法、离子交换分离法，膜分离法和吸附法等。萃取法工作量大，萃取剂易挥发、易燃、有毒、不环保等问题；沉淀法污泥量大、 固液分离困难，尤其是当污泥的pH值发生变化时可能出现金属离子重新解离的情况；离 子交换分离法设备简单、操作方便，但是树脂交换容量有一定的限制、有机物溶出、树 脂表面会有微生物的繁殖、树脂的再生过程较麻烦；膜分离法无相变，能耗低，设备简 单，操作方便安全，但是膜面易发生污染，致使膜分离性能低，其稳定性、耐药性、耐 热性、耐溶剂能力有限，导致其使用范围有限；吸附法操作简便、不使用有机溶剂、二 次废物少，但是目前应用于吸附的材料在选择性、吸附容量和机械性能等方面还存在着 一定的不足，还需进一步改进和优化，因此寻求一种选择性好、吸附容量高的新型吸附 剂就显得十分有必要。

离子印迹技术是以目标离子为模板，利用目标离子与功能单体的特异性相互作用， 再加上合适的交联剂聚合得到未去除模板离子的离子印迹聚合物，反应完成后将模板金 属离子洗脱除去，形成具有固定孔径、大小的三维网状立体刚性结构。这个三维孔穴可以专一地、选择性地重新与模板离子结合，从而使该聚合物对模板离子具有专一的识别 功能。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，根据本发明第一方面，本发明提供一种基于MOFs的钴离子印迹聚合物吸附材料，该吸附材料能够特异性地吸附移除废水中的钴离子，不仅 吸附能力强，而且选择性高。

除特殊说明外，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：