CN107469775B - 含醚官能团金属-有机骨架材料吸附废酸液中盐酸的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了含醚官能团金属‑有机骨架材料吸附废酸液中盐酸的用途，实验证明，含醚官能团金属‑有机骨架材料对盐酸的吸附量高，最高可达420mg/g，可以通过去离子水和乙醇洗脱再生后重复使用。

Description

含醚官能团金属-有机骨架材料吸附废酸液中盐酸的用途
技术领域
本发明涉及一种含醚官能团金属-有机骨架材料的用途，特别是涉及一种含醚官能团金属-有机骨架材料吸附废酸液中盐酸的用途。
背景技术
随着工业的发展，废水的净化问题已然变成全球关注的热点之一，废水中有害物质众多，其中医药化工领域、钢铁制造业等领域内会产生大量酸性废水，如化纤厂、食品厂、电镀行业等制酸用酸过程中，会大量排出酸性废水。如果将这些酸性废水直接排放，将会对管道造成腐蚀，对农作物造成损害，并会致使鱼类等水生物受到伤害，对人们的健康造成危害。
以钢铁行业为例，在钢铁生产的过程中，一个很重要的步骤就是“酸洗”过程，该过程是将金属浸入到酸洗槽中，用酸性溶液去除金属表面的氧化物。而自二十世纪六十年代中期起，盐酸开始逐渐代替硫酸成为工业中常用的酸洗液，这一做法主要是为了降低成本，并且使盐酸酸洗过程更加快捷更加清洁，酸的消耗量及蒸汽的消耗量都有所降低，酸的利用率较高，所得到的产品的质量均匀。盐酸洗液需要定期更换，当酸洗的过程不能够得到有效的完成，导致处理后的金属表面的质量开始恶化，这个时候就要将盐酸洗液从酸洗槽中排出去，更换上新的盐酸洗液。工业上每生产一吨钢铁就会产生大约60千克左右的盐酸废液，而每年的粗钢生产量近1500百万吨，这就意味着每年产生的盐酸废液就可以达到几百万吨，这样的盐酸废水中约含有质量分数7％左右的盐酸，故仅仅是钢铁行业就要产生大量的盐酸废水。
除了钢铁行业，还有很多与我们生产生活息息相关的领域如日化领域、半导体工业、医药化工领域、冶金等的生产也会排放出大量的盐酸废水。大量的盐酸废液酸性极高，其若直接排放，会造成管道腐蚀，破坏土壤酸碱平衡，农作物损坏，河流污染进而导致水生物受到危害，间接导致人体健康受到威胁。因此盐酸废水必须要经过处理并达到相关排放标准后才可以排放或是回收利用。
吸附法是操作简单的去除废水中盐酸的方法，但是目前还没有发现对盐酸的选择性很高的吸附剂。且吸附剂的吸附量也比较低，工业上吸附剂再生的成本也比较高。因此，找到一种合适的对盐酸有较高选择性的吸附剂是需要着重解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供含醚官能团金属-有机骨架材料吸附废酸液中盐酸的用途。
本发明的技术方案概述如下：
含醚官能团金属-有机骨架材料吸附废酸液中盐酸的用途。
优选地，含醚官能团金属-有机骨架材料是用下述方法制成：按比例，将0.1-0.5g氯化锆，0.1-5.0mL质量浓度为15％-38％的盐酸水溶液加入5-25mL N,N-二甲基甲酰胺中，超声0-30min；加入氯化锆摩尔数0.1-3倍的2-烷氧基对苯二甲酸和5-25mL的N,N-二甲基甲酰胺，超声5-30min；密封，在50-150℃，放置10-48h，离心，固体用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，再用无水乙醇洗涤，在50-200℃真空干燥箱中干燥2-48h，得到含醚官能团金属-有机骨架材料。
优选地，2-烷氧基对苯二甲酸为2-甲氧基对苯二甲酸；2-乙氧基对苯二甲酸；2-丙氧基对苯二甲酸；2-异丙氧基对苯二甲酸；2-丁氧基对苯二甲酸；2-戊氧基对苯二甲酸或2-己氧基对苯二甲酸。
本发明的优点：
实验证明，
含醚官能团金属-有机骨架材料对盐酸的吸附量高，最高可达420mg/g，可以通过去离子水和乙醇洗脱再生。
附图说明
图1为以2-甲氧基对苯二甲酸为原料制备的含醚官能团金属-有机骨架材料X射线衍射图。
图2为以2-乙氧基对苯二甲酸为原料制备的含醚官能团金属-有机骨架材料X射线衍射图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
含醚官能团金属-有机骨架材料是用下述方法制成：
将0.3g氯化锆，3.0mL质量浓度为26％的盐酸水溶液加入15mL N,N-二甲基甲酰胺中，超声15min；加入氯化锆摩尔数2倍的2-丙氧基对苯二甲酸和15mL的N,N-二甲基甲酰胺，超声15min；密封，在100℃，放置30h，离心，固体用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，再用无水乙醇洗涤，在100℃真空干燥箱中干燥24h，得到含醚官能团金属-有机骨架材料。
用2-异丙氧基对苯二甲酸或2-丁氧基对苯二甲酸替代本实施例的2-丙氧基对苯二甲酸，其它同本实施例，获得相应的含醚官能团金属-有机骨架材料。
实施例2
含醚官能团金属-有机骨架材料是用下述方法制成：
将0.1g氯化锆，0.1mL质量浓度为38％的盐酸水溶液加入5mL N,N-二甲基甲酰胺中，超声0min；加入氯化锆摩尔数0.1倍的2-甲氧基对苯二甲酸和5mL的N,N-二甲基甲酰胺，超声30min；密封，在50℃，放置48h，离心，固体用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，再用无水乙醇洗涤，在50℃真空干燥箱中干燥48h，得到含醚官能团金属-有机骨架材料。
用2-乙氧基对苯二甲酸替代本实施例的2-甲氧基对苯二甲酸，其它同本实施例，获得相应的含醚官能团金属-有机骨架材料。
实施例3
含醚官能团金属-有机骨架材料是用下述方法制成：
将0.5g氯化锆，5.0mL质量浓度为15％的盐酸水溶液加入25mL N,N-二甲基甲酰胺中，超声30min；加入氯化锆摩尔数3倍的2-己氧基对苯二甲酸和25mL的N,N-二甲基甲酰胺，超声5min；密封，在150℃，放置10h，离心，固体用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，再用无水乙醇洗涤，在200℃真空干燥箱中干燥2h，得到含醚官能团金属-有机骨架材料。
用2-戊氧基对苯二甲酸替代本实施例的2-己氧基对苯二甲酸，其它同本实施例，获得相应的含醚官能团金属-有机骨架材料。
实施例4
吸附试验：将0.1g各实施例制备的含醚官能团金属-有机骨架材料分别加入到20mL1.0mol/L的盐酸水溶液中，在25℃条件下，吸附24小时，吸附结束后，离心，收集上清液，用0.01mol/L的氢氧化钠溶液进行三次平行滴定，取平均值作为最终盐酸浓度，计算吸附量。具体结果见表1。
表1
含醚官能团金属-有机骨架材料 盐酸吸附量(mg/g)
以2-甲氧基对苯二甲酸为原料制备 280
以2-乙氧基对苯二甲酸为原料制备 300
以2-丙氧基对苯二甲酸为原料制备 320
以2-异丙氧基对苯二甲酸为原料制备 315
以2-丁氧基对苯二甲酸为原料制备 350
以2-戊氧基对苯二甲酸为原料制备 380
以2-己氧基对苯二甲酸为原料制备 420
实施例5
再生试验：
将吸附盐酸后的含醚官能团金属-有机骨架材料依次用去离子水和无水乙醇洗涤，然后置于150℃真空干燥箱中干燥。再生后含醚官能团金属-有机骨架材料吸附效果见表2。
表2
含醚官能团金属-有机骨架材料 再生后的盐酸吸附量(mg/g)
以2-甲氧基对苯二甲酸为原料制备 276
以2-乙氧基对苯二甲酸为原料制备 295
以2-丙氧基对苯二甲酸为原料制备 318
以2-异丙氧基对苯二甲酸为原料制备 312
以2-丁氧基对苯二甲酸为原料制备 344
以2-戊氧基对苯二甲酸为原料制备 372
以2-己氧基对苯二甲酸为原料制备 415

Claims (2)

1.含醚官能团金属-有机骨架材料吸附废酸液中盐酸的用途；所述含醚官能团金属-有机骨架材料是用下述方法制成：按比例，将0.1-0.5g氯化锆，0.1-5.0mL质量浓度为15％-38％的盐酸水溶液加入5-25mL N,N-二甲基甲酰胺中，超声0-30min；加入氯化锆摩尔数0.1-3倍的2-烷氧基对苯二甲酸和5-25mL的N,N-二甲基甲酰胺，超声5-30min；密封，在50-150℃，放置10-48h，离心，固体用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，再用无水乙醇洗涤，在50-200℃真空干燥箱中干燥2-48h，得到含醚官能团金属-有机骨架材料。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征是所述2-烷氧基对苯二甲酸为2-甲氧基对苯二甲酸；2-乙氧基对苯二甲酸；2-丙氧基对苯二甲酸；2-异丙氧基对苯二甲酸；2-丁氧基对苯二甲酸；2-戊氧基对苯二甲酸或2-己氧基对苯二甲酸。
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