Co-MIL-53(Fe)-NH2/UIO-66-NH2复合材料及其制备和应用

摘要

本发明属于纳米复合材料与环境材料制备及其降解环境污染物的技术领域，涉及一种Co‑MIL‑53(Fe)‑NH2/UIO‑66‑NH2复合材料及其制备和应用。通过原位法将八面体UiO‑66‑NH2和Co‑MIL‑53(Fe)‑NH2结合，成功制备了Co‑MIL‑53(Fe)‑NH2/UIO‑66‑NH2复合材料，用于吸附和可见光(λ≥420nm)下降解抗生素四环素，复合材料中Co‑MIL‑53(Fe)‑NH2与UiO‑66‑NH2质量比为7：3的具有最高效的吸附和光催化协同降解能力(Co‑MIL‑53(Fe)‑NH2为45％，UiO‑66‑NH2为53％)。

说明书

技术领域：

本发明属于纳米复合材料与环境材料制备及其降解环境污染物的技术领域，涉及一种Co-MIL-53(Fe)-NH

背景技术：

近年来，抗生素的广泛应用导致环境水体中抗生素的迅速增加，对人类健康构成巨大威胁。但由于其水溶性好、降解难度大，在许多水体中检测到不同浓度的TC。环境水体中TC的不断积累，不仅会污染环境，还会进入食物链，最终危害人类健康。因此，迫切需要研究降解TC的可能方法。

金属有机骨架(MOFs)是一系列具有高表面积和良好有序孔径的新型三维多孔材料。它们在吸附，催化和储气应用方面具有良好的潜力。值得我们关注的是一些特殊的MOFs类型(例如Fe-MOF，Ti(IV)-MOF，Zr-MOF，Zn-MOF)。它们在光照下具有良好的催化性能，这归因于它们的激发电子转移的准备。然而，MOFs产生激发电子和分离电荷的效率低导致光催化反应效率低。因此，通过将过渡金属引入MOFs中可能是一种提高量子效率的可行方法。例如孙等容团队合成了NH

发明内容：

本发明的目的在于提供一种Co-MIL-53(Fe)-NH

为了实现本发明目的，采用了以下的技术方案：

Co-MIL-53(Fe)-NH

(1)在DMF中加入设定量的Fe(NO

(2)向步骤(1)的混合溶液中加入设定量的UiO-66-NH

(4)冷却后，离心收集固体，并用甲醇和去离子水洗涤，所述Co-MIL-53(Fe)-NH

作为优选，真空干燥温度为85℃。

作为优选，在内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中反应温度控制在140±10℃，反应持续时间控制在6小时。若温度过低，会导致Co-MIL-53(Fe)-NH

作为优选，Co-MIL-53(Fe)-NH

与现有技术相比，本申请取得了如下有益效果：利用简单的原位法制备Co-MIL-53(Fe)-NH2/UIO-66-NH2复合材料，形貌为包裹结构，该材料具有吸附和光催化性能高，稳定性好等优点。本发明工艺简单，且所用原材料价廉易得，成本低，符合环境友好要求。由于该方法不需要高温、煅烧之类的前处理，从而减少了能耗和反应成本，便于批量生产。

附图说明：

图1为本发明实施例中的UiO-66-NH

图2为本发明实施例中的UiO-66-NH

图3为本发明实施例中的UiO-66-NH

图4为本发明实施例中的Co-MIL-53(Fe)-NH

图5为本发明实施例中的四环素的吸附降解图(0.02g催化剂；10mgPMS；50mL25mg/L TC)。

图6为本发明实施例中的Co-MIL-53(Fe)-NH

具体实施方式：

本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例：

UIO-66-NH

A、向40ml DMF中加入0.81g H

B、将混合溶液转移到内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，转移至烘箱保持120℃反应24h；

C、冷却至室温，乙醇和水洗涤，离心收集产物；

D、最后，将产物放在80℃的真空烘箱中干燥即可得到UIO-66-NH

Co-MIL-53(Fe)-NH

A、首先，将40.4mg的Fe(NO

B、向步骤A溶液中加入不同量的UiO-66-NH

C、将混合溶液转移到内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，转移至烘箱保持140℃±10℃反应6h；

D、冷却至室温，甲醇和水洗涤，离心收集产物；

E、最后，将产物放在80℃的真空烘箱中干燥即可得到Co-MIL-53(Fe)-NH

本发明Co-MIL-53(Fe)-NH

本发明还提供了上述复合材料用在吸附和光降解领域，用于水中四环素的吸附和光降解。

吸附和光催化活性评价：在GHX-2型光化学反应仪(购自扬州大学科技城科技有限公司)中进行。将20mg催化剂，10mg PMS和50mL四环素(TC)(25mg/L)水溶液在50mL比色管中混合，加入光催化仪器反应器中。将该混合溶液在黑暗中磁力搅拌40分钟以达到吸附平衡，然后通过氙灯光照30分钟进行催化反应。每4分钟取3mL四环素溶液，立即通过离心分离3mL四环素溶液中的催化剂。使用紫外可见分光光度计(UV-3600，Shimadzu)测量吸光度，检测四环素的浓度变化，测量波长为357nm。对不同浓度的四环素溶液进行吸光度测定，绘制标准曲线。根据检测到的吸光度计算四环素的浓度，记为C

本发明所制备的Co-MIL-53(Fe)-NH

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。