[發明專利]一種基于1H-咪唑-2-甲胺配體的納米鉻酸鉍/石墨烯改性MOFs復合材料制備方法

在審

• 申請號: 202110648106.2
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113385232A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 劉日佳;徐昶儒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱領昇生物醫藥科技有限公司
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J23/31;B01J37/10;B01J37/03;C02F1/30;C02F101/34
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 孫悅

本發明公開一種基于1H?咪唑?2?甲胺配體的納米鉻酸鉍/石墨烯改性MOFs復合材料制備方法，所述MOFs材料為類沸石咪唑酯骨架材料，以1H?咪唑?2?甲胺為有機配體，以Zn²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺為無機配體，通過Schiff堿反應、酰胺化反應及環氧基的開環加成反應與氧化石墨烯進行接枝，負載納米鉻酸鉍；包括以下步驟：S1：制備無機配體溶液；S2：制備有機配體溶液；S3：制備MOFs材料；S4：制備氧化石墨烯改性MOFs懸液；S5：向氧化石墨烯改性MOFs懸液中加入K₂CrO₄溶液，再滴加乙酸鉍?鹽酸溶液，25℃室溫下，攪拌反應1～6h，離心、洗滌、干燥。本發明改性MOFs復合材料具有三維拓撲結構、高孔隙率、高穩定性、高催化活性等特點，高效分離光生電子和空穴，可應用于多種有機物的光催化降解。

技術領域

本發明屬于MOFs衍生物的合成領域，具體涉及一種基于1H-咪唑-2-甲胺配體的納米鉻酸鉍/石墨烯改性MOFs復合材料制備方法。

背景技術

納米鉻酸鉍是一種新型鉻酸鹽光催化劑，具有非常寬的光譜吸收范圍，可將吸收帶邊拓展至610nm的紅光區，其禁帶寬度為2.03eV，遠低于傳統TiO₂光催化劑的3.0～3.2eV，對可見光具有良好的響應能力，同時，其光電壓響應范圍也可拓展至紅光區，表現出優異的光生電子與光生空穴的分離效率，因此，鉻酸鉍具有優異的可見光催化性質。目前，關于納米鉻酸鉍的研究及應用還較為罕見，僅三例報道，具體為：申請號為CN201711286334.X的專利，公開一種高活性鉻酸鉍納米光催化劑的制備方法及其應用；申請號為CN202010883227.0的專利，公開一種復合光催化劑在染料廢水處理中的應用；申請號為CN00818717.7的專利，公開補充促進劑與碳擔載的含貴金屬的催化劑一起在液相氧化反應中的用途；但利用納米鉻酸鉍與MOFs材料復合研發新型催化劑還未有相關資料報道，是新材料領域的空白。

因此，本發明公開一種基于1H-咪唑-2-甲胺配體的納米鉻酸鉍/氧化石墨烯改性MOFs復合材料制備方法，以MOFs材料為載體，接枝氧化石墨烯，并進一步原位生長納米鉻酸鉍；該MOFs材料為類沸石咪唑酯骨架材料，以1H-咪唑-2-甲胺為有機配體，以Zn²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺為無機配體，通過Schiff堿反應、酰胺化反應及環氧基的開環加成反應與富羰基、羧基、環氧基的氧化石墨烯接枝共聚，再通過化學沉淀法原位沉積納米鉻酸鉍催化劑，合成結構穩定的新型異質結催化劑，可應用于多種有機物的催化降解；本發明納米鉻酸鉍/石墨烯改性MOFs復合材料，其結構中的氧化石墨烯作為電荷傳輸介質轉移鉻酸鉍產生的光生電子，進而高效分離光生電子-空穴對，相比于單一型催化劑，顯著提高可見光催化活性。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種基于1H-咪唑-2-甲胺配體的納米鉻酸鉍/石墨烯改性MOFs復合材料制備方法。

本發明的技術方案概述如下：

一種基于1H-咪唑-2-甲胺配體的納米鉻酸鉍/石墨烯改性MOFs復合材料制備方法，所述MOFs材料為類沸石咪唑酯骨架材料，以1H-咪唑-2-甲胺為有機配體，以Zn²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺為無機配體，通過Schiff堿反應、酰胺化反應及環氧基的開環加成反應與氧化石墨烯進行接枝，負載納米鉻酸鉍；具體包括以下步驟：

S1：將鋅鹽、銅鹽、錳鹽加入體積濃度為75％乙醇溶液中，50℃攪拌溶解后，得到無機配體溶液；

S2：將1H-咪唑-2-甲胺溶解于DMF中，得到有機配體溶液；

S3：按等體積比將無機配體溶液和有機配體溶液混合均勻后，移至反應釜中，80～150℃溶劑熱條件下，攪拌反應12～36h，冷卻至室溫，離心、洗滌、干燥，即得所述MOFs材料；