[發明專利]烯醇-酮式共價有機骨架/氨基功能化鋯基金屬有機骨架復合光催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111138325.2
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113797974B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 王晗;曾光明;許飄;王紫薇;李曉沛;秦紅;程敏;何陽卓;楊海瀾
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J31/06;C02F1/30;C08G12/32;C08G83/00;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

1.一種烯醇-酮式共價有機骨架/氨基功能化鋯基金屬有機骨架復合光催化劑，其特征在于，所述烯醇-酮式共價有機骨架/氨基功能化鋯基金屬有機骨架復合光催化劑包括烯醇-酮式共價有機骨架和氨基功能化鋯基金屬有機骨架，所述氨基功能化鋯基金屬有機骨架原位生長于烯醇-酮式共價有機骨架表面；所述氨基功能化鋯基金屬有機骨架與烯醇-酮式共價有機骨架的質量比為1∶0.01～0.35；所述烯醇-酮式共價有機骨架光催化劑是以三聚氰胺和2,4,6-三羥基苯-1,3,5-三甲醛作為有機網絡構建單元，通過發生不可逆的烯醇-酮式互變異構連接而形成的多孔骨架材料；所述氨基功能化鋯基金屬有機骨架為NH₂-UIO-66。

2.根據權利要求1所述的烯醇-酮式共價有機骨架/氨基功能化鋯基金屬有機骨架復合光催化劑，其特征在于，所述氨基功能化鋯基金屬有機骨架為正八面體結構；所述烯醇-酮式共價有機骨架為纖維棍狀；所述氨基功能化鋯基金屬有機骨架與烯醇-酮式共價有機骨架的質量比為1∶0.020～0.28。

3.一種如權利要求1或2所述的烯醇-酮式共價有機骨架/氨基功能化鋯基金屬有機骨架復合光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將2-氨基對苯二甲酸、烯醇-酮式共價有機骨架、N,N-二甲基甲酰胺混合，超聲分散，得到分散液；

S2、將步驟S1中得到的分散液與四氯化鋯混合進行水熱反應，過濾，洗滌，干燥，得到烯醇-酮式共價有機骨架/氨基功能化鋯基金屬有機骨架復合光催化劑；

所述烯醇-酮式共價有機骨架的制備方法包括以下步驟：

（1）將三聚氰胺、2,4,6-三羥基苯-1,3,5-三甲醛與N,N-二甲基乙酰胺和二甲亞砜的混合溶液混合，超聲分散，加入冰醋酸溶液，得到前驅體溶液；

（2）在微波條件下，對步驟（1）中得到的前驅體溶液進行加熱，發生縮聚反應，過濾，洗滌，干燥，得到烯醇-酮式共價有機骨架。

4. 根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述三聚氰胺和2,4,6-三羥基苯-1,3,5-三甲醛的摩爾比為0.5～2∶1～3；所述冰醋酸溶液的濃度為1M～4M；所述N,N-二甲基乙酰胺和二甲亞砜的混合溶液中N, N-二甲基乙酰胺、二甲亞砜的體積比為1～3∶0.5～2；所述超聲分散的時間為5 min～30min；

步驟（2）中，所述加熱過程中控制微波的功率為20W～150W；所述縮聚反應在氮氣氣氛下進行；所述縮聚反應在溫度為100℃～300℃下進行；所述縮聚反應的時間為10 min～60min；所述洗滌是依次采用N, N-二甲基乙酰胺、水、乙醇清洗縮聚反應的產物；所述干燥在真空條件下進行；所述干燥的溫度為60℃～100 ℃；所述干燥的時間為6h～12 h。

5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述超聲分散的溫度為25℃～45℃；所述超聲分散的時間為0.5h～3h；

步驟S2中，所述水熱反應的溫度為100℃～150℃；所述水熱反應的時間為12h～48h；所述洗滌是采用水、乙醇清洗水熱反應的產物，各3次～5次；所述干燥在真空條件下進行；所述干燥的溫度為60℃～100 ℃；所述干燥的時間為6h～12 h。

6.一種如權利要求1或2所述的烯醇-酮式共價有機骨架/氨基功能化鋯基金屬有機骨架復合光催化劑或如權利要求3～5中任一項所述的制備方法制得的烯醇-酮式共價有機骨架/氨基功能化鋯基金屬有機骨架復合光催化劑在降解廢水中有機污染物中的應用。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，包括以下步驟：將烯醇-酮式共價有機骨架/氨基功能化鋯基金屬有機骨架復合光催化劑與有機污染物廢水混合，攪拌，在光照條件下進行光催化反應，完成對廢水中有機污染物的降解；所述烯醇-酮式共價有機骨架/氨基功能化鋯基金屬有機骨架復合光催化劑與有機污染物廢水中的有機污染物的質量比為50～200∶1。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述有機污染物廢水中的有機污染物為抗生素、染料；所述抗生素為四環素；所述染料為羅丹明B；所述攪拌的時間為0.5h～2h；所述光照條件為太陽光、氙燈或LED燈；所述光催化反應的時間為60min～120min。