[发明专利]钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料的制备方法及其应用，制备方法包括以下步骤：1）制备钴基金属有机骨架化合物Co‑MONCs；2）使钴基金属有机骨架化合物Co‑MONCs高温碳化生成钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料；以上制备方法制得的钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料作为药物污染物吸附剂吸附水体中的盐酸氯丙嗪；本发明所述制备方法简单，原料来源充足、生产成本低，适合扩大化生产要求，方便工业生产；该制备方法制备出来的钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料对盐酸氯丙嗪具有很好的吸附能力，具有良好的脱附能力和循环利用能力，还具有磁性，通过磁铁能快速回收，回收便捷。

技术领域

本发明涉及药物污染物吸附剂技术领域，特别涉及一种钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

随着社会的进步以及医药行业的发展，最近的几十年，越来越多的水系环境中被检测出多种药物、药物代谢物和药用辅料残留。其中药物主要包括抗生素类、激素类、抗炎类等药物，而药用辅料主要包括增溶剂、助溶剂、乳化剂、着色剂、黏合剂等。这些药物、药物代谢物和药用辅料结构复杂，成分多样，在自然条件下自行降解缓慢。同时随着人们不断的生产、使用，排放到水体中的药物、药物代谢物和药用辅料越来越多，尽管目前被检测出来的药物浓度远较低于药物效应的最低浓度，但通过水体持久性的接触这类物质仍然会对人类、动植物与生态系统有一定的害处。

目前药物污染物的去除方法主要有活性污泥吸附、生物降解、光催化法降解、氧化作用等，但由于各自的缺点，限制了其应用。活性污泥吸附只是将污染废水体系中药物污染物转移到土壤中，无法彻底地将药物从环境中清除掉。生物降解和光催化法降解过程十分缓慢，不足以抵消日益增加排放到水中的药物污染物。而对于氧化作用，由于其成本消耗高难以广泛应用。相比之下，吸附法具有操作简单，成本低廉，效率高，能实现广泛应用等特点，合适作为除去水体药物污染物的方法。目前有多种材料可以作为吸附剂，例如活性炭、碳纳米管、离子交换树脂、金属氧化物等，但是碳纳米管生产成本高，难以大规模应用；活性炭再生困难，难以重复利用；金属氧化物和离子交换树脂等材料比表面积小，吸附效果不理想。因此，仍有必要继续开发具有吸附效果好、成本低、能够重复利用优点的新型材料，作为除去水体中药物污染物的吸附剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对上述现有技术中的不足，提供一种钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料的制备方法及其应用，其制备方法简易，产率高，对水具有很好的稳定性，该方法制备出来的钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料对盐酸氯丙嗪具有很好的吸附能力，钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料在吸附药物污染物后还具有一定的脱附能力和循环利用的能力，钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料具有磁性，通过磁铁能快速回收，钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料在吸附环境水体中的药物残留方面具有潜在应用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将甲基连苯三酚杯[4]芳烃和六水硝酸钴溶解于乙腈水溶液，之后逐滴加入三乙胺，摇晃均匀，得到混合溶液A，将装有混合溶液A的闪烁瓶置于烘箱内反应22-26h，自然冷却至室温，经过滤、乙腈洗涤以及干燥后，得到钴基金属有机骨架化合物Co-MONCs；

2）将装有钴基金属有机骨架化合物Co-MONCs的坩埚放入管式炉中进行高温碳化，冷却至室温后，得到钴基金属有机骨架衍生磁性碳复合材料。

作为一种优选方案，步骤1）中甲基连苯三酚杯[4]芳烃和六水硝酸钴的摩尔比为1：3。

作为一种优选方案，步骤1）乙腈水溶液中乙腈和水的体积比为5：1。

作为一种优选方案，步骤1）中在装有混合溶液A的闪烁瓶置于烘箱内反应过程中，干燥箱的温度保持在80℃。

作为一种优选方案，步骤2）在高温碳化过程中，所述管式炉的煅烧温度为700℃～1000℃。