[發(fā)明專利]一種異金屬鈦氧簇合物晶態(tài)材料、其制備方法及其在染料光降解中的應用

有效

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• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111790451B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發(fā)明（設計）人: 周阿玲;蓋艷麗;李鑫;張慧;朱怡;吳淼;張溫舒
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/38
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一種異金屬鈦氧簇合物晶態(tài)材料的制備方法，包括：將配體H₂bpdc，乙酸鋅和鈦酸異丙酯加入由N,N?二甲基甲酰胺和異丙醇組成的混合液中，混合均勻后于反應釜中加熱反應一段時間，得到黃色棱狀透明晶體，清洗，過濾，晾干，得到異金屬鈦氧簇合物晶態(tài)材料。本發(fā)明中的目標產(chǎn)物引入異金屬鋅的鈦氧簇合物是利用溶劑熱的方法得到的配位化合物晶態(tài)材料。目標產(chǎn)物具有良好的穩(wěn)定性，并且能夠在自然光照射下快速、高效地降解染料分子羅丹明B。本發(fā)明中涉及目標產(chǎn)物的制備方法簡單、易操作、成本低，在污水處理特別是含染料分子的污水的處理方向有著潛在的應用價值。

技術領域

本發(fā)明涉及一種異金屬鈦氧簇合物晶態(tài)材料的制備方法及其在染料光降解中的應用。

背景技術

鈦氧簇合物(Titanium-oxygen clusters，TOCs)是一類以多個鈦原子為中心形成的鈦金屬氧簇，該中心鈦原子通過配位鍵與配體中或其他形式氧原子結(jié)合。與二氧化鈦相比，鈦氧簇合物具有結(jié)構(gòu)豐富多樣，性能可調(diào)控等優(yōu)勢，在光催化、光降解等領域有著很好的應用前景。近年來，鈦氧簇合物材料逐漸成為科學界的研究熱點之一，將鈦氧簇合物晶態(tài)材料用于染料分子的光降解的研究已經(jīng)開始有了一些進展。與傳統(tǒng)的物理吸附染料分子相比，光降解染料分子具有操作簡單、反應時間短、處理成本等特點。但是，二氧化鈦由于結(jié)構(gòu)單一且禁帶寬度較高等特點，嚴重限制了其在光降解染料分子方向的應用。而具有鈦氧簇內(nèi)核且禁帶寬度更低的鈦氧簇合物在光降解染料分子方向開始嶄露頭角。向鈦氧簇合物中引入異金屬，有利于對鈦氧簇合物的結(jié)構(gòu)和禁帶寬度進行有效調(diào)控。

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境問題已成為人們最關注的問題之一。尤其是染料工業(yè)和印染工業(yè)的迅速發(fā)展，使排入水體中的染料品種和數(shù)量也日益增多。由于工業(yè)用染料基本上都是有機染料，這類染料毒性大，色度深，難降解，其排入水體后會對人類健康造成嚴重的威脅，因此人們開始研究處理染料廢水的工藝方法。傳統(tǒng)的處理方法如吸附法，生物氧化法等處理效果差，不能達到完全處理的目的。自二氧化鈦被用于光催化染料分子的實驗成功以后，近幾年，大量的研究都集中在二氧化鈦的改性及其光催化降解染料廢水方面。鑒于染料分子的污染對人身體的危害，開發(fā)出能夠低成本、高效率在自然光下光降解染料分子的鈦氧簇合物晶態(tài)材料是我們亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于一種具有良好穩(wěn)定性的異金屬鈦氧簇合物晶態(tài)材料及其制備方法與應用。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案具體如下：

一種異金屬鈦氧簇合物晶態(tài)材料的制備方法，包括：將配體H₂bpdc，乙酸鋅和鈦酸異丙酯加入由N,N-二甲基甲酰胺和異丙醇組成的混合液中，混合均勻后于反應釜中加熱反應一段時間，得到黃色棱狀透明晶體，清洗，過濾，晾干，得到異金屬鈦氧簇合物晶態(tài)材料。

進一步的，所述H₂bpdc，乙酸鋅和鈦酸異丙酯的摩爾比為1：1：17。

進一步的，所述N,N-二甲基甲酰胺和異丙醇的體積比為3：3。

進一步的，所述反應釜為聚四氟乙烯反應釜，所述加熱溫度為90℃，所述反應時間為4天。

本發(fā)明還提供了由上述合成方法制備的異金屬鈦氧簇合物晶態(tài)材料。

本發(fā)明還提供了上述異金屬鈦氧簇合物晶態(tài)材料在光降解染料分子中的應用。

進一步的，所述光降解染料分子是對環(huán)境中的羅丹明B進行光降解。

進一步的，所述應用具體包括：將羅丹明B分散于水中，用磁子進行攪拌配成溶液。在日光條件下，向上述紫紅色溶液中加入異金屬鈦氧簇合物晶態(tài)材料，隨著時間的變化羅丹明B溶液顏色變淺；通過液體紫外光譜檢測混合液中的羅丹明B的濃度，記錄羅丹明B的降解百分比。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：