功能化金属有机骨架材料的制备及其在重金属分离中的应用

摘要

金属有机骨架材料(Metal Organic Framework,MOFs)是一种新型的多孔骨架材料,它是由含氧或氮的有机配体与过渡金属连接而形成的网状骨架.MOFs所具有的多孔性、比表面积大、结构丰富等优点是其它无机多孔材料所不及的.本文介绍了课题组近年来以MOFs作为新型吸附剂在重金属离子吸附移除方面所进行的研究工作.制备了双硫腙功能化的磁性金属有机化合物，并将其作为磁性固相萃取吸附剂富集水中的重金属离子;开发了基于MWCNTs@Cu3(BTC)2的电化学传感器，并在阀上实验室内部实现了金属离子的痕量快速分析;通过一个简单的水热反应合成了磁性金属有机骨架复合物Fe3O4/IRMOF-3.IRMOF-3中氨基功能团对金属离子铜具有较高的选择性，Fe3O4可以提高萃取效率，避免了常规固相萃取分离的繁琐过程。制备了氨基功能化的金属有机骨架化合物(NH2-Cu3(BTC)2;BTC为均苯三甲酸)，实验结果表明NH2-Cu3(BTC)2对水溶液中的铅离子具有很好的吸附效率，并且氨基的引入提高了金属有机骨架化合物的稳定性;Cu3(BTC)2可以在高温状态下失去结晶水，从而暴露出不饱和铜离子，利用这一特点，通过共价键将磺酸成功修饰到Cu3(BTC)2上。该材料对水溶液中的镉离子表现出良好的吸附性能。