[發(fā)明專利]非均相TiO2/Co金屬有機(jī)骨架材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410708725.6
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104492381A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭靜;祁鵬宇;李辰齊;胡麗萍;石磊;張敏;徐菁利
• 申請（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料合成領(lǐng)域，具體涉及一種非均相TiO₂/Co金屬有機(jī)骨架(TiO₂/Co-MOF)的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

金屬有機(jī)骨架材料(Metal-Organic-Framework，MOF)是一類新的、設(shè)計(jì)靈活的多微孔材料，是由過渡金屬離子和有機(jī)橋聯(lián)配體構(gòu)成的晶體材料(J.Rowsell?and?O.M.Yaghi.Metal-organic?frameworks:a?new?class?of?porous?materials.Microporous?Mesoporous?Mater.,2004,73(1):3-14.)，它結(jié)合了無機(jī)化合物和有機(jī)化合物兩者的特點(diǎn)。

由于其組成的復(fù)雜性、金屬和配體種類的多樣性、配位環(huán)境的可調(diào)性，MOF成為材料化學(xué)研究中最具有潛在應(yīng)用前景的一類體系之一。因其具有良好的物理化學(xué)特性、非常好的生物相容性、良好的導(dǎo)電性以及易于功能化，因此格外受到研究者的青睞(G.Férey.Hybrid?porous?solids:past,present,future.Chem.Soc.Rev,2008,37(1),191-215；以及，Dybtsev,Danil?N；Chun,Hyungphil；Kim,Kimoon.Rigid?and?Flexible.Angewandte?Chemie?International?Edition,2004,43(38):5033-5035；以及，Xi?Zhu,ab?Hanye?Zheng,a?Xiaofeng?Wei,a?Zhenyu?Lin,a?Longhua?Guo,a?Bin?Qiua?and?Guonan?Chen.Chem.Commun,2013,49(13):1276-1278；以及，Tuerk?C,Goldberg?L.Science，1990，249(4968):505-510.)。

MOF材料具有可以控制的拓?fù)鋷缀谓Y(jié)構(gòu)和可調(diào)的空隙功能，其多孔性結(jié)構(gòu)為分子的吸附、富集和檢測提供了可能。由于MOF特殊的微結(jié)構(gòu)使得其在吸附、氣體儲存、催化方面的應(yīng)用逐漸受到研究者們的關(guān)注。

納米二氧化鈦是一種應(yīng)用廣泛的半導(dǎo)體材料也是化工和環(huán)境材料，作為納米家族的重要成員之一，它的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，是一種偏酸性的兩性氧化物。常溫下納米二氧化鈦由于具有粒徑小、比表面積大、光催化活性高、吸收性能好、吸收紫外線能力強(qiáng)、表面活性大、熱導(dǎo)性好、分散性好、所制懸浮液穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于抗污涂料、殺菌、太陽能敏化電池和光催化處理環(huán)境污染物等眾多領(lǐng)域,制備和開發(fā)納米TiO₂己成為國內(nèi)外研究者們的倍受關(guān)注熱點(diǎn)之一(G.Dagan,M.Tomkiewicz.Titanium?dioxide?aerogels?for?photocatalytic?decontamination?of?aquatic?environments.1993,97(49):12651-12655；以及，D.W.Bahnemann,S.N.Kholuiskaya,R.Dillert,et?al.Photodestruction?of?dichlor?oacetic?acid?catalyzed?bynano-size?TiO₂particles.Applied?Catalysis?B:Environmental,2002,36(2):161-169)。

目前，有關(guān)復(fù)合MOF材料的制備已成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)，但是有關(guān)復(fù)合金屬有機(jī)框架(MOF)材料并不多，該材料的好處在于，其中一種金屬離子作為MOF網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)，構(gòu)建穩(wěn)定的MOF框架，另一種金屬離子作為活性位的中心。有關(guān)MOF材料的復(fù)合材料的研究更少，MOF復(fù)合材料的好處在于，一方面結(jié)合了MOF材料的性能來構(gòu)建穩(wěn)定的MOF框架，其多孔結(jié)構(gòu)為小分子的吸附提供了可能；另外一方面是其他材料例如二氧化鈦，具有很強(qiáng)的光催化作用，能夠加速廢水中染料的降解，從而與MOF材料的吸附性能結(jié)合產(chǎn)生協(xié)同作用，更利于廢水中染料的處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對的現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種簡單易行的合成方法即水熱法合成一種復(fù)合的TiO₂/Co-MOF材料，以及利用該非均相材料以水為介質(zhì)進(jìn)行染料吸附。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：