本技术公开了一种pH响应型吸附剂及其制备方法和应用,属于吸附剂制备领域,以铝基金属有机框架MIL‑121为前驱体,通过后修饰合成的手段形成具有pH调节型的离子吸附剂H‑CAOMIL,在合成方法上,通过调控合成过程中的碱度将其一步原位转化成具有分层多孔结构的CAOMIL,再通过酸活化的方式形成R‑COOH和Al‑OH双重吸附位点,根据H‑CAOMIL在3<pH<7的弱酸性条件下优先吸附铜离子,在碱性条件下优先吸附锂离子的特点,将它应用在酸性溶液中铜离子的选择性吸附分离和碱性多元溶液中锂离子的选择性吸附分离,在吸附过程中铜和锂的吸附容量分别能达到19.36mg/g和5.28mg/g。此外H‑CAOMIL不论在酸性还是碱性吸附条件下都具有优良的循环稳定性。
背景技术
吸附法因其优异的分离性能、简易的运行流程以及低廉的操作费用而受到广泛的关注和系统性的研究。目前吸附法主要应用在离子的提取和分离,气体的分离和储存以及水体污染物的去除等邻域,但不同的邻域都有着各自的应用条件和所要达到的目标,这就对吸附剂的开发提出了更高的要求。不仅要考虑吸附剂的物理和化学性质,还要衡量吸附剂自身的吸附性能、稳定性能以及对应用条件的适应性。
此外,对于同一吸附剂来说,外界环境的变化对其吸附性能和自身的稳定性存在严重的影响,着极大限制了吸附剂的应用潜力。因此,开发一种多用途多功能的吸附剂十分重要。
吸附剂的开发主要围绕着材料的物理属性和化学属性。材料的物理属性包括比表面积、孔径、孔分布、表面亲/疏水性等,这些属性主要影响客体分子的扩散过程和与吸附位点的接触过程。这些物理属性是可调控的属性,可以根据生产需要进行材料的物理属性更改,达到所需要的目标。材料的化学属性是一种材料自身的内在属性,决定了材料的应用范围和应用潜力。
此外,材料的化学属性更改比较困难,对于材料本身和合成过程要求较高,但材料的化学属性不仅影响着材料的应用潜力和范围,还在一定程度上左右着材料的物理属性。
因此,对材料进行适当的物理性质和化学性质上的调控,不仅可以满足现有的功能提升,还能获得新的特性,为多功能吸附剂的制备提供了可能。
实现思路