[發明專利]基于三角形有機配體的Cu-MOF材料及制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010921110.7
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112076794B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 李慶;蔡信彬;樊增祿;張洛紅;武占省;王理明;朱煒
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J31/28;B01J35/02;C02F1/30;C07C231/02;C07C233/81;C08G83/00;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 弓長

本發明公開了基于三角形有機配體的Cu?MOF材料，化學式為{[Cu₃(L)₂(H₂O)₃]·14DMF·16H₂O}_n，其中，H₃L為4,4',4”?[苯三酰三(羰基苯)]?3,3',3”?三甲基?三苯甲酸，DMF為N,N?二甲基甲酰胺；本發明還公開了Cu?MOF材料的制備方法，具體為：在封閉條件下，將Cu(NO₃)₂·3H₂O、有機配體H₃L、模板劑六水哌嗪、N,N?二甲基甲酰胺和無水乙醇混合，攪拌，并滴加濃硝酸溶液調節pH，在溶劑熱條件下反應，即可。本發明的Cu?MOF材料具有良好的熱穩定性，在光催化降解水中亞甲基藍時表現出良好的光催化降解效率、水穩定性和可循環使用性能。

技術領域

本發明屬于材料制備技術領域，具體涉及一種基于三角形有機配體的Cu-MOF材料，還涉及該Cu-MOF材料的制備方法，還涉及該Cu-MOF材料的應用。

背景技術

隨著工業化快速發展及人口爆增，人類長期向水體中排放大量有機污染物，引起嚴峻的水資源污染和用水短缺。這些有機污染物通常有毒且難以生物降解。有機廢水種類繁多，主要包括有機染料、酚類、聯苯類、農藥和碳水化合物等類別，而且每一類型的有機污染物又可以細分為很多的種類。以有機染料為例，在過去的數十年間，工業合成染料在不同的工業領域包括造紙、塑料、紡織、皮革和食品生產等工業生產過程中的應用需求急劇增長，隨之而來的是從這些工業領域排放出的含染料的有機廢水對水體帶來日益嚴重的污染，這已經引起全球性地廣泛關注。

人們采用了很多物/化技術包括凝聚/絮凝、吸附、化學氧化和光催化等來去除染料。但是，面臨著一些操作上的弊端，例如，凝聚/絮凝技術會將水中溶解的有機染料污染物轉變為大量難處理的爛泥沉淀物；化學氧化技術耗費極高而且氧化劑的壽命很短；物理吸附方法的吸附劑再生處理困難還會對水體造成二次污染。光催化降解，具有操作簡便、低成本和高效率的特點，已經被證明是一種值得期待的處理方法。但是，開發具有高效可見光利用效率的光降解催化劑，仍然面臨著巨大的挑戰。金屬-有機框架(MOFs)材料，含有導帶和價帶，分別對應于金屬中心空的外層軌道和有機部分的外層軌道。該半導體材料往往有很寬的紫外-可見吸收，其邊緣恰好落在半導體材料的特征能帶間隙值范圍內。通過合理地選擇金屬中心(半導體量子點)和有機鏈接單元(光吸收天線)，來構筑兼備高耐水解穩定性和高可見光吸收和響應能力的MOFs材料，作為光降解催化劑對水中的染料進行可見光催化降解是目前的研究熱點。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于三角形有機配體的Cu-MOF材料。

本發明的另一目的是提供上述基于三角形有機配體的Cu-MOF材料的制備方法。

本發明的第三目的是提供上述基于三角形有機配體的Cu-MOF材料用于對水體中的陽離子染料亞甲基藍的光催化降解。

本發明所采用的技術方案是，基于三角形有機配體的Cu-MOF材料，化學式為{[Cu₃(L)₂(H₂O)₃]·14DMF·16H₂O}_n，其中，H₃L為三角形有機配體4,4',4”-[苯三酰三(羰基苯)]-3,3',3”-三甲基-三苯甲酸，DMF為N,N-二甲基甲酰胺；

該Cu-MOF材料的晶體結構歸屬于立方晶系，Pn-3n空間群，晶胞參數為：α＝90°，β＝90°，γ＝90°。

本發明所采用的另一技術方案是，基于三角形有機配體的Cu-MOF材料的制備方法，具體為：