一种基于漂浮式共价有机聚合物材料回收贵金属的方法

1.本发明设计一种贵金属回收方法，特别涉及漂浮式共价有机聚合物(cof)光催化材料用于回收贵金属。


背景技术：

2.贵金属(pd、pt、au等)因其具有良好的延展性、导电性等物理性能，广泛应用在电子器件和工业催化领域。然而，随着电子产品的更新换代，废弃电池、手机等电子垃圾正在成倍增长，因此，设计一种材料对电子垃圾中的贵金属进行回收可防止对环境造成污染，另外还具有巨大的经济效益。
3.目前对于贵金属的回收方法主要有湿法冶金、热法冶金、离子交换等。然而，这些方法大都受各种条件限制而降低可操作性，例如成本较高，回收效率低，而大量有机溶剂的使用会造成环境污染等问题。在众多回收方法中，吸附法简单、高效、环境友好等优点而受到广泛关注，但大多数的吸附材料可重复利用性能低，且官能团密度低，回收的贵金属离子还需要进一步还原以获得金属单质，从而大大增加成本和复杂性。因此，基于吸附的优势和现有材料方法的不足，急需开发一种漂浮式吸附-光催化还原一体的方法用于贵金属的回收再利用。


技术实现要素：

4.本发明目的在于针对现有方法的不足，提出一种基于漂浮式cof材料回收贵金属的方法
5.为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：一种基于漂浮式cof材料回收贵金属的方法，其特点在于,包括以下步骤:
6.(1)具有富氮结构的cof与柔性材料柳絮进行复合，通过抽滤得到具有一定疏水性能的漂浮式吸附-光催化材料；
7.(2)将所述的漂浮式吸附-光催化材料放置于贵金属离子溶液中，cof材料能够吸附贵金属离子，并通过光催化将贵金属离子(au、pt、pd等)还原为纳米金属单质。
8.所述的cof为具有富氮结构、周期性π共轭体系。
9.步骤(1)所述具有富氮结构的cof与柔性材料柳絮以1：1的比例混合，加入溶剂二甲基亚砜，超声处理20min；(2)将所得混合物在160℃下进行溶剂热反应，得到所述复合材料。漂浮式吸附-光催化材料采用柔性基底柳絮负载光催化剂cof，利用柳絮的强疏水性质支撑cof漂浮于水面。
10.所述漂浮式cof材料表面具有富氮基团，所述的富氮基团为氨基；
11.漂浮式cof材料放于含有贵金属离子的水中，利用表面氨基等功能基团通过静电吸引作用对贵金属离子进行高效吸附，同时，具有周期性π共轭体系的cof有利于电子离域，从而优异的光电导率，漂浮于水面的cof能够大幅度吸收可见光，激发电子-空穴对分离，将吸附于漂浮式cof材料表面的贵金属离子还原成纳米金属单质。
12.所述漂浮式cof材料可根据实际情况，任意调节尺寸、厚度及形状等。
13.所述漂浮式cof材料可通过简易冲洗方法进行回收，使得材料具有优异的可重复利用性能。
14.与现有的吸附材料相比，本发明通过漂浮式cof材料回收贵金属，cof的表面胺基通过静电作用高效吸附贵金属离子，随后漂浮于水面的cof材料可充分吸收可见光，将贵金属离子还原，从而利用较为廉价的材料，实现污水净化的同时，还附有较高的经济效益。
15.该漂浮式cof材料使用后可简易回收，将还原后的贵金属回收后，可再次投入使用，使用过程中无需进行搅拌等额外机械处理，可有效降低成本。
附图说明
16.图1：漂浮式cof材料示意图；
17.图2：漂浮式cof材料对au、pt、pd的吸附图；
18.图3：漂浮式cof材料的回收利用。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，所描述实施例仅仅是本发明中的一部分实施例。
20.实施例1，参照附图1，将cof与柔性材料柳絮进行复合得到漂浮式cof材料，片状的cof材料通过溶剂热合成、过滤所得，其形状尺寸可以根据滤杯形状尺寸自由调节。将这种漂浮式cof材料放于含有贵金属离子的水中，利用表面氨基等功能基团通过静电吸引作用对贵金属离子进行高效吸附，同时，具有周期性π共轭体系的cof有利于电子离域，从而优异的光电导率，漂浮于水面的cof能够大幅度吸收可见光，激发电子-空穴对分离，将吸附于漂浮式cof材料表面的贵金属离子还原成纳米金属单质。
21.所述的漂浮式cof材料采用三聚氰胺、三醛基间苯三酚、对苯二胺等作为单体，柔性材料柳絮作为载体通过溶剂热反应得到。
22.实施例2，参照附图2，所述漂浮式cof材料对应各自加入到体积为50ml，浓度为10mg/l的au(iii)、pt(iv)、pd(ii)溶液中,在避光条件下进行24h吸附，随后对所得溶液进行aes-icp测试，发现所述漂浮式cof材料对au、pt、pd具有优异的吸附性能。所述漂浮式cof材料为直径为3.5cm的圆，厚度为1mm，其形状、厚度、尺寸可根据实际应用任意调节，所述漂浮式cof材料能够吸收可见光，将吸附于表面的贵金属离子还原为金属单质。
23.实施例3，参照附图3，所述漂浮式cof材料可以简易回收，具有优异的可重复利用性能。
24.最后需要说明的是，上述实例仅仅是为了解释本发明的举例，而不是对实施方式进行界定，在本文中，诸如“包含”、“包括”等术语是包括一系列的方法、过程等其他要素。所采用的贵金属离子包括并不限定于au、pt、pd，还包括fe、co、ni、cu、zn等金属离子。另外，尽管已经清晰的展示了本发明的实用例子，对于本领域的普通技术人员而言，可以在本说明原理的基础上对实施例进行变化、修改和替换，由此所发生的变化仍在本发明的保护范围之中。


技术特征：
1.一种基于漂浮式共价有机聚合物材料回收贵金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)具有富氮结构的cof与柔性材料柳絮进行复合，通过抽滤得到具有一定疏水性能的漂浮式吸附-光催化材料；(2)将所述的漂浮式吸附-光催化材料放置于贵金属离子溶液中，cof材料能够吸附贵金属离子，并通过光催化将贵金属离子还原为纳米金属单质；所述的cof为具有富氮结构、周期性π共轭体系。2.按照权利要求1所述的一种基于漂浮式共价有机聚合物材料回收贵金属的方法，其特征在于，具有富氮结构的cof与柔性材料柳絮进行复合方法，所述具有富氮结构的cof与柔性材料柳絮以1：1的比例混合，加入溶剂二甲基亚砜，超声处理20min；将所得混合物在160℃下进行溶剂热反应，得到所述复合材料；漂浮式吸附-光催化材料采用柔性基底柳絮负载光催化剂cof，利用柳絮的强疏水性质支撑cof漂浮于水面。3.按照权利要求1所述的一种基于漂浮式共价有机聚合物材料回收贵金属的方法，其特征在于，所述漂浮式cof材料表面具有富氮基团，所述的富氮基团为氨基。4.按照权利要求1所述的一种基于漂浮式共价有机聚合物材料回收贵金属的方法，其特征在于，漂浮式cof材料放于含有贵金属离子的水中，利用表面氨基等功能基团通过静电吸引作用对贵金属离子进行高效吸附，同时，具有周期性π共轭体系的cof有利于电子离域，从而优异的光电导率，漂浮于水面的cof能够大幅度吸收可见光，激发电子-空穴对分离，将吸附于漂浮式cof材料表面的贵金属离子还原成纳米金属单质。5.按照权利要求1所述的一种基于漂浮式共价有机聚合物材料回收贵金属的方法，其特征在于，贵金属选自au、pt、pd。6.按照权利要求1所述的一种基于漂浮式共价有机聚合物材料回收贵金属的方法，其特征在于，所述漂浮式cof材料可通过简易冲洗方法进行回收，使得材料具有优异的可重复利用性能。

技术总结
一种基于漂浮式共价有机聚合物材料回收贵金属的方法，属于贵金属回收领域。通过具有富氮结构的COF与柔性材料柳絮进行复合，经过抽滤得到具有一定疏水性能的漂浮式吸附-光催化材料，所述漂浮式COF材料能够利用表面氨基等功能基团通过静电吸引作用对贵金属离子进行高效吸附，同时，具有周期性π共轭体系的COF有利于电子离域，从而具有优异的光电导率，漂浮于水面的COF能够大幅度吸收可见光，激发电子-空穴对分离，将吸附于漂浮式COF材料表面的贵金属离子还原成纳米金属单质，从而实现贵金属的回收利用。属的回收利用。


技术研发人员：吴俊书 徐梦 王金淑 杜玉成 沈田 李嘉宇 杨晨 郭展展 李永利
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2022.03.02
技术公布日：2022/6/3