[發(fā)明專利]一種類鋸齒型鎳鈷鐵類普魯士藍燒結氧化物納米材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109437338B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 于巖;莊贊勇;葉嘉華
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;B82Y40/00;B01J23/755;C02F1/72;C02F101/34
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發(fā)明提供了一種類鋸齒型鎳鈷鐵類普魯士藍燒結氧化物納米材料的制備方法，屬于于材料技術領域。本發(fā)明以六水合硝酸鎳、三水合檸檬酸三鈉、鐵氰化鉀和鈷氰化鉀合成立方結構的納米鎳鈷鐵類普魯士藍前驅體，然后用氨水溶液進行腐蝕后離心分離，洗樣，干燥后得到類鋸齒型鎳鈷鐵類普魯士藍納米材料，對其進行燒結，得到“Z”?O_x納米材料。“Z”?O_x納米材料能夠有效地催化過氧單硫酸鹽產(chǎn)生羥基自由基和硫酸根自由基，進而降解雙酚A。本發(fā)明以前驅體中金屬配位鍵分布不均勻來決定腐蝕的位置，形成各向異性腐蝕，為MOF材料的結構和性質的微調開辟新的途徑，并且該方法具有操作簡單、制備周期短、經(jīng)濟效益高、適合大規(guī)模生產(chǎn)的特點。

技術領域

本發(fā)明屬于材料技術領域，具體涉及一種類鋸齒型類普魯士藍燒結氧化物納米材料的制備方法。

背景技術

基于化學蝕刻的策略為制備具有新形態(tài)的金屬有機框架（MOF）辟了新的途徑。能夠破壞MOF的金屬/有機連接體的蝕刻劑（例如H+或OH-）的存在可以使MOF前驅體成為具有可調球形，立方形或四面體形態(tài)的晶體。由于MOF前驅體晶體的內部和小平面之間存在差異性反應，有時，納米MOF（例如沸石咪唑酯骨架結構材料（ZIF），類普魯士藍（PBA））可以獲得空心結構，進一步調制預合成MOF的結構能夠創(chuàng)建更高復雜度的MOF。

盡管取得了這些進步，但對制備更高復雜度的MOF仍然具有挑戰(zhàn)性。以PBA為例，蝕刻有時優(yōu)先發(fā)生在PBA立方體的中心表面上，有時在它們的角上，導致不同形態(tài)的PBA。這可能是由于表面和角的不均勻反應性。MOF晶體的蝕刻程度和蝕刻位置可能與缺陷有關，或者與金屬-配體鍵有關。不幸的是，關于這方面的研究的例子很少，特別是許多研究仍然集中在材料的合成和表征上，而對MOF蝕刻行為的認識缺乏限制了具有復雜結構的MOF的綜合探索。因此，現(xiàn)有納米合成MOF的結構仍局限于介孔或中空結構。

據(jù)我們所知，這是第一份關于通過腐蝕類普魯士藍前驅體得到具有前所未有的類鋸齒型類普魯士藍此方面的報告。它豐富了關于納米MOF的復雜的形貌結構設計，為實現(xiàn)MOF的多功能性帶來了更多的研究機會。它還為MOF的各向異性蝕刻機制提供了理想的平臺。通過“Z”-PBA的熱處理，成功地制備了鎳鈷鐵混合氧化物納米材料（“Z”-O_x），其對催化過氧單硫酸鹽（PMS）以降解雙酚A表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種類鋸齒型類普魯士藍納米材料的制備方法。本發(fā)明利用鎳鈷鐵類普魯士藍（NiCoFe-PBA）作為模板，通過氨水腐蝕得到類鋸齒型類普魯士藍（“Z”-PBA），豐富了關于納米MOFs復雜的形貌結構設計；再經(jīng)過熱處理得到的混合氧化物納米材料能夠很好地保持腐蝕后的“Z”-PBA的結構，并能有效催化降解雙酚A，由此解決由雙酚A造成的污染問題。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種類鋸齒型鎳鈷鐵類普魯士藍燒結氧化物納米材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）立方結構的納米鎳鈷鐵類普魯士藍（NiCoFe-PBA）前驅體的制備：以鐵氰化鉀、鈷氰化鉀、三水合檸檬酸三鈉和六水合硝酸鎳為原料，經(jīng)水熱合成法制備獲得立方結構的納米鎳鈷鐵類普魯士藍（NiCoFe-PBA）；

（2）類鋸齒型鎳鈷鐵類普魯士藍（“Z”-PBA）納米材料的制備：將步驟（1）中所得到的立方結構的納米鎳鈷鐵類普魯士藍（NiCoFe-PBA）前驅體均勻分散至10 ml乙醇中，攪拌至完全分散，得混合溶液；然后將氨水溶液緩慢的倒入混合溶液中，攪拌1 h；然后將反應液進行離心分離，洗滌；把洗滌后的樣品放入烘箱中70 ℃下保溫12 h進行烘干，得到類鋸齒型鎳鈷鐵類普魯士藍（“Z”-PBA）納米材料；