一种滤集金离子的MOF棉织物复合材料及其制备与

本发明涉及一种mof棉织物复合材料，具体涉及一种功能化金属有机框架材料(mof)及其制备方法，以及在贵金属回收处理领域的应用。背景技术：1、金回收目前有采用沉析、电解法、置换法、吸附以及离子交换树脂法。其中，电解法、置换法的工业操作专业性要求高且需要设备成本高，吸附法以及离子交换树脂法为最简便的方法。例如，chen z, wang d, feng s等人报道了将poss悬浮在水中吸附金离子（acs applied materials&interfaces, 2021, 13(20): 23592-23605.）技术；zhao z,chen p, yang f等人报道的酸吸附技术（efficient diglycolamic acid extractant forseparating and recycling au (iii)[j]. minerals engineering, 2020, 150:106254），能快速萃取金。然而，这些方法具有操作可行性差、难以工业化实施，或者存在吸附后处理复杂，容易造成二次污染的缺点。2、金属有机框架(mof)是一种以金属离子簇和有机配体连接而成的晶体材料，在水处理领域和贵金属回收领域展有所应用。然而，这种具有强大吸附能力的微纳米粉体进行水处理后，仍需要通过高速离心等方法回收，否则同样容易造成二次污染。3、选择将 mof 固定在一些基底上，制备成 mof 复合材料极大地方便这类材料在水处理领域的使用。例如，沸石咪唑骨架(zif)型mof衍生碳材料与其他类型的mof衍生材料相比制备简单、成本低廉，因此被广泛用作pms活化剂。现有技术通过酚醛树脂包裹zif-67碳化制备出zif-67@af核壳结构，用于水体中有机物吸附去除；现有技术通过热解zif-800合成了co-nc-67，对pms活化降解四环素具有优异的催化性能。但由于co nps在高温裂解过程中会发生严重聚集，导致催化活性下降甚至丧失。因此，制备具有高度分散金属活性位点的zif树脂基复合材料仍存在巨大挑战。同时，已经报道的绝大多数制备技术因为基底缺乏与mof之间的直接结合，或因为结合力不紧密而难易彻底解决材料的使用操作性能，也难以彻底克服功能化mof在使用过程中的脱落和流失问题。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种制备工艺简单，使用方便，能够快速“滤过式”吸附截止水中金离子的mof棉织物复合材料。（1）本发明基底材料采用廉价且易得的棉织物，复合材料成本低，而且采用接枝棉织物的方法还具有mof材料uio-66负载率高的优势。（2）mof通过原位配合反应键合至棉纤维接枝链上，mof结合牢固，不流失，而且mof生成时采用一元有机羧酸作为调节剂，配位反应时部分一元有机羧酸替代了对苯二甲酸系列配体，因此在织物上负载的mof为缺陷型mof，扩大了纤维表面 mof的内部孔道，暴露出更多的吸附位点，其比表面积更大且可控可调节，由此产生的对金离子吸附效果更好。（3）对苯二甲酸系列配体上引入的活性官能团可以通过静电作用等方式在酸性水溶液中快速地吸附氯金酸根，可保证材料对au（iii）的高效过滤截止，从而实现对水中金离子的环保处理和洗脱回收。2、本发明采用如下技术方案：3、一种滤集金离子的mof织物复合材料，包括织物及其接枝的苯甲酸分子链键合锆基mof，其中，苯甲酸分子链键合锆基mof由锆盐、含活性基团的对苯二甲酸与一元羧酸调节剂制备。4、本发明公开了上述滤集金离子的mof织物复合材料的制备方法，包括以下步骤，将织物在含有锆盐、含活性基团的对苯二甲酸与一元羧酸调节剂的溶液中反应，得到滤集金离子的mof织物复合材料。优选的，将织物浸入锆盐溶液，然后加入含活性基团的对苯二甲酸与一元羧酸调节剂的溶液，再反应，得到滤集金离子的mof织物复合材料；也可以将织物浸入含锆盐与一元羧酸调节剂的溶液，然后加入活性基团的对苯二甲酸溶液，再反应，得到滤集金离子的mof织物复合材料。进一步优选的，浸入的时间为10～150分钟；反应的温度为60～150℃，反应的时间为2～48小时。5、本发明中，含活性基团的对苯二甲酸中，活性基团为羟基或者胺基，比如单羟基、双羟基、单胺基、双胺基；一元羧酸调节剂为甲酸、乙酸、对硝基苯甲酸、对氯苯甲酸、苯甲酸中的一种或几种。6、本发明中，锆盐、一元羧酸调节剂、含活性基团的对苯二甲酸的质量比为（0.2～2.0）∶（2～20）∶（0.2～3.0）。7、本发明公开了上述滤集金离子的mof织物复合材料在滤集吸附金属离子中的应用，或者在制备滤集吸附金属离子的材料中的应用。8、本发明公开了利用上述滤集金离子的mof织物复合材料滤集吸附金属离子的方法，包括以下步骤，将含有金属离子的液体通过上述滤集金离子的mof织物复合材料，实现金属离子的滤集吸附。作为常识，通过是指流通，即液体流过mof织物复合材料。9、本发明公开了利用上述滤集金离子的mof织物复合材料回收金属离子的方法，包括以下步骤，将含有金属离子的液体通过上述滤集金离子的mof织物复合材料，实现金属离子的滤集吸附；然后利用洗脱液从滤集金离子的mof织物复合材料上洗脱金属离子，实现金属离子的回收。10、本发明中，织物为羧基化织物，可选择化纤织物、天然纤维织物等，可以为单纺织物，也可以为混纺织物，比如棉织物。具体羧基化的方法为常规技术。11、本发明公开的技术方案还有以下优点：（1）复合材料是一种柔性材料，容易裁剪为各种形状使用且便于回收；这种mof负载率较高的复合材料则可以作为水处理滤膜使用，在现代工业领域具有广泛的应用前景。（2）本发明可通过改变对苯二甲酸配体上的活性基团制备多种uio-66复合织物，丰富产品种类。（3）本发明制备方法简单，尤其是，仅需要采用简单常规的过滤设备或者方法即可收集液体中的金离子，并且通量高，洗脱回收率高，具有工业化应用能力。技术特征：1.一种滤集金离子的mof织物复合材料，其特征在于，包括织物及其接枝的苯甲酸分子链键合锆基mof。2.根据权利要求1所述滤集金离子的mof织物复合材料，其特征在于，苯甲酸分子链键合锆基mof由锆盐、含活性基团的对苯二甲酸与一元羧酸调节剂制备。3.权利要求1所述滤集金离子的mof织物复合材料的制备方法，其特征在于，将织物在含有锆盐、含活性基团的对苯二甲酸与一元羧酸调节剂的溶液中反应，得到滤集金离子的mof织物复合材料。4.根据权利要求3所述滤集金离子的mof织物复合材料的制备方法，其特征在于，将织物浸入锆盐溶液，然后加入含活性基团的对苯二甲酸与一元羧酸调节剂的溶液，再反应，得到滤集金离子的mof织物复合材料。5.根据权利要求3所述滤集金离子的mof织物复合材料的制备方法，其特征在于，浸入的时间为10～150分钟；反应的温度为60～150℃，反应的时间为2～48小时。6.根据权利要求3所述滤集金离子的mof织物复合材料的制备方法，其特征在于，含活性基团的对苯二甲酸中，活性基团为羟基或者胺基；一元羧酸调节剂为甲酸、乙酸、对硝基苯甲酸、对氯苯甲酸、苯甲酸中的一种或几种。7.根据权利要求3所述滤集金离子的mof织物复合材料的制备方法，其特征在于，锆盐、一元羧酸调节剂、含活性基团的对苯二甲酸的质量比为（0.2～2.0）∶（2～20）∶（0.2～3.0）。8.权利要求1所述滤集金离子的mof织物复合材料在滤集吸附金属离子中的应用，或者在制备滤集吸附金属离子的材料中的应用。9.利用权利要求1所述滤集金离子的mof织物复合材料滤集吸附金属离子的方法，其特征在于，将含有金属离子的液体通过权利要求1所述滤集金离子的mof织物复合材料，实现金属离子的滤集吸附。10.利用权利要求1所述滤集金离子的mof织物复合材料回收金属离子的方法，其特征在于，将含有金属离子的液体通过权利要求1所述滤集金离子的mof织物复合材料，实现金属离子的滤集吸附；然后利用洗脱液从滤集金离子的mof织物复合材料上洗脱金属离子，实现金属离子的回收。技术总结本发明公开了一种滤集金离子的MOF棉织物复合材料及其制备与应用，以棉织物作为负载材料，常压下在棉织物纤维表面原位生长缺陷型锆基MOF，制备了新型MOF棉织物复合材料。MOF棉织物复合材料对Au(III)具有优异的吸附效果，可快速滤过吸附收集金离子，并最终洗脱回收金离子。具体地，以含活性取代基的对苯二甲酸为配体、一元有机羧酸为调节剂调节配位反应，制备的不同活性基MOF棉织物复合材料，对水溶液中的Au(III)具有高效截取效果，单层织物复合材料滤过时对水溶液中Au(III)金离子吸附截留率高达99.83%，并通过洗脱实现了对Au(III)的便捷回收。本发明提供的水溶液中金离子滤集回收棉织物复合材料具有原材料易得，制备工艺易实现，使用方便，有利于推广应用的优点。技术研发人员：李战雄,王姣,刘可心受保护的技术使用者：苏州大学技术研发日：技术公布日：2024/7/23