[發明專利]一種鐵基有機骨架復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110793848.4
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113663730A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 鮑建國;楊佳蔚;徐田田;何舟;熊鵬飛
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C02F1/72;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 萬文廣

本發明公開了一種鐵基有機骨架復合材料及其制備方法和應用。制備方法包括如下步驟：將g?C₃N₄、FeCl₃·6H₂O和H₂BDC一起溶解在DMF中形成混合液，并利用超生波分散混合液，然后將混合液加熱反應后，冷卻、洗滌、干燥和研磨后得MIL?53(Fe)/g?C₃N₄，其中g?C₃N₄、FeCl₃·6H₂O和H₂BDC的摩爾比為3：1：1?4：1：1。本發明形成異質結結構促進導帶躍遷電子進行界面之間電荷轉移，從而抑制光生電子?空穴對的復合，減小材料的禁帶寬度以拓寬可見光的響應范圍，在降解實驗過程中進行可見光頂照，同時加入氧化劑，對染料廢水具有高效的氧化降解性能。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，尤其涉及一種鐵基有機骨架復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

MIL-53(Fe)和g-C₃N₄均為能在可見光下響應的光催化劑，具有很大的光催化應用潛能，同時MIL-53(Fe)作為鐵基MOF能夠作為過渡金屬非均相催化劑活化過一硫酸鹽以產生活性氧物種降解有機污染物，但仍然存在一些問題，MIL-53(Fe)禁帶寬度約2.5eV，由于它較窄的光吸收范圍，使本身的光催化降解活性受到一定的影響；g-C₃N₄具有較好的可見光響應性能，但其光生電子和空穴的復合率較高，光催化性能受到局限；鐵基MOFs體系降解有機污染物的效率仍有待提升，一種能在短時高效降解高濃度有機污染物的機制有待開發。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術的上述不足，提出一種鐵基有機骨架復合材料及其制備方法和應用。

本發明的一種鐵基有機骨架復合材料的制備方法，包括如下步驟：

將g-C₃N₄、FeCl₃·6H₂O和H₂BDC一起溶解在DMF中形成混合液，并利用超生波分散混合液，然后將混合液加熱反應后，冷卻、洗滌、干燥和研磨后得鐵基有機骨架復合材料MIL-53(Fe)/g-C₃N₄，其中g-C₃N₄、 FeCl₃·6H₂O和H₂BDC的摩爾比為3：1：1-4：1：1。

進一步的，所述g-C₃N₄、FeCl₃·6H₂O和H₂BDC摩爾比為3.4：1：1-3.7：1：1。

進一步的，所述g-C₃N₄、FeCl₃·6H₂O和H₂BDC摩爾比為3.5:1:1

進一步的，所述加熱反應的溫度為150℃，反應時間為12h，以5℃·min^-1升溫。

一種鐵基有機骨架復合材料，采用上述的制備方法制備。

一種處理染料廢水的方法，將上述的鐵基有機骨架復合材料 MIL-53(Fe)/g-C₃N₄加入到染料廢水中至吸附-解吸平衡后，向染料廢水中加入過一硫酸鹽，并提供光照條件。

進一步的，所述染料廢水的染料濃度為10-50mol/L時，所述 MIL-53(Fe)/g-C₃N₄和過一硫酸鹽在染料廢水中的質量體積比為500-1000: 0.3074-0.6148。