[发明专利]一种快速检测金属铬的复合材料的制备方法及复合材料

说明书

本发明提供的一种快速检测金属铬的复合材料的制备方法及复合材料，该方法以大孔海绵为原料，以有机硅烷偶联剂对海绵进行表面改性，然后在大孔海绵内外表面生长微孔MOFs制备多级孔海绵@MOFs复合材料。该材料对废水中重金属铬离子具有较好的吸附性能，多级孔，既有大孔又有微孔可将海绵对铬离子的吸附性提升70％以上；原料廉价易得，未使用昂贵的原料，因而材料的生产成本较低；材料制备工艺条件温和，工艺流程较为简单，安全性、可行性、适合工业化批量生产。

技术领域

本发明属于多级孔复合吸附材料制备技术领域，尤其涉及一种快速检测金属铬的复合材料的制备方法及复合材料。

背景技术

现在，重金属一般指比重大于5的金属(密度大于每立方厘米4.5克的金属)，常见的是金、银、铜、铬、铁、铅等。重金属污染与其他有机化合物产生的污染不同，部分有机化合物可以通过自然界自身的净化作用，使其有害性降低或解除。而重金属很难在环境中降解，在环境或生物体内其有富集性。由于少部分企业或研究机构对重金属进行开采、冶炼、加工等工序没有进行严格的后处理，导致有不少如铅、铬、汞、镉、钴等重金属进入大气、水及土壤等自然环境，对环境造成了难以磨灭的不良影响。然而，重金属具有很强的毒性，即便是微量也具有显著的毒性，同时它也不能被绝大多数的微生物降解，并且重金属一旦进入生物体，很容易在生物体内或可能仅在某个器官中进行不断累积，累计的重金属离子极易与生物体内蛋白质发生反应而使之变性，从而损害生物体。时至今日，重金属污染已经成为全球聚焦的重大环境问题，引起了社会各界人士的广泛关注，而重金属污染防治则成为了国际环保工作者的研究热点和攻克目标。因此，开展重金属废水的处理对人类生产生活和社会发展具有重要的意义。

目前，处理重金属废水的方法主要有以下几类：1、化学沉淀法，加入一些化学试剂与金属离子生成难溶的金属盐沉淀；2、铁氧体法，加入一些由铁离子、氧离子组成的氧化物晶体与金属离子反应生成难溶的铁氧体沉淀；3、离子交换法，利用离子交换树脂与重金属离子进行离子交换；4、膜分离法，在高压下，将料液以一定流速流过超滤膜进行过滤；5、浮选法：利用表面物理、化学性质的不同，使用特定化学试剂与重金属离子结合生成悬浮的颗粒，当鼓入空气后，在颗粒或沉淀上使气泡附着从而实现与废水分离；6、电化学法，利用电化学反应处理金属离子；7、吸附法：利用多孔固体材料拥有高比表面，或是其存在能与重金属离子配位的活性基团，进行吸附金属离子。在各种方法中，吸附法因其操作简单、效率较高、成本较低等优点具有良好的发展前景。

常见的用于重金属废水处理的吸附材料大致有天然吸附材料、合成吸附材料和生物吸附材料。天然吸附材料本身存在结构等方面的缺陷，难以达到一个好的吸附效果。合成吸附材料主要是依据不同的性能需求，通过物理化学方法设计进行制备。它具有比天然吸附材料更优越的性能基础，能够满足不同的吸附要求以及吸附条件。现阶段常用的有碳质吸附材料、合成树脂材料、合成多孔材料以及合成纳米材料等。然而，现有的这些材料或多或少存在制备工艺繁琐，规模化生产难以实现，生产成本较高及吸附效率低等缺陷。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种对金属铬具有高吸附性的复合材料的制备方法及复合材料，旨在解决现有技术制备工艺繁琐，规模化生产难以实现，生产成本较高及吸附效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种快速检测金属铬的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、在碱性溶液中以有机硅烷偶联剂对海绵进行改性，以便微孔MOFs在大孔海绵上生长；

B、采用溶剂热反应方法将微孔MOFs生长在海绵的内外表面上制备出多级孔海绵@MOFs复合材料。

优选的，所述碱性溶液为氢氧化钾或氢氧化钠或碳酸氢钠或阴离子树脂。

优选的，所述大孔海绵为发泡聚氨酯或聚乙烯醇或聚醚或聚三聚氰胺。