[發(fā)明專利]一種MOF衍生的多孔碳基納米復(fù)合光降解材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210790785.1
• 申請(qǐng)日: 2022-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115090334B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 封娜;張文濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J31/38
• 分類號(hào): B01J31/38;B01J20/30;B01J20/26;B01J35/00;C02F1/28;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 李淑亞

本發(fā)明涉及一種MOF衍生的多孔碳基納米復(fù)合光降解材料，屬于光催化降解技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：將MIL?125/Cu納米粒子在N₂氣氛下煅燒得到N摻雜多孔碳負(fù)載的TiO₂和CuO納米粒子；將聚甲基丙烯酸甲酯?b?聚甲基丙烯酸羥乙酯嵌段共聚物加入至N?甲基?2?吡咯烷酮水溶液中，超聲下加入N摻雜多孔碳負(fù)載的TiO₂和CuO納米粒子，經(jīng)過(guò)濾、洗滌和干燥后，即得成品。本發(fā)明技術(shù)方案中，通過(guò)氮?dú)鈿夥障蚂褵齅IL?125/Cu納米粒子得到N摻雜多孔碳負(fù)載的TiO₂和CuO納米粒子，再經(jīng)兩親嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯?b?聚甲基丙烯酸羥乙酯的分散后，獲得能夠穩(wěn)定分散在水中的光降解材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化降解技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種MOF衍生的多孔碳基納米復(fù)合光降解材料。

背景技術(shù)

由于高度工業(yè)化，淡水源和最終海洋每天都受到污染。大工業(yè)會(huì)產(chǎn)生各種有害污染物，如有機(jī)化學(xué)廢物、紡織染料副產(chǎn)品、石化產(chǎn)品、農(nóng)藥和塑料等。工業(yè)廢水的處理已成為我們社會(huì)面臨的主要挑戰(zhàn)之一。利用金屬氧化物作為光催化劑將廢水中的有機(jī)污染物分解成對(duì)環(huán)境無(wú)害的物種已經(jīng)做出了巨大的努力。MOF(金屬有機(jī)框架)是一類新型多孔材料，由金屬離子或通過(guò)多齒有機(jī)連接器互連的簇構(gòu)成。由于其獨(dú)特的特性，例如大表面積、高孔隙率和結(jié)構(gòu)多樣性，它們?cè)诎怏w儲(chǔ)存和分離、傳感、催化和藥物輸送。此外，由于它們能夠在熱處理和/或化學(xué)處理后保持多孔結(jié)構(gòu)，MOF可以作為模板用于制備多孔半導(dǎo)體光催化劑。例如，通過(guò)熱處理或MOF的硫化過(guò)程，多孔材料，如金屬氧化物、碳材料和金屬硫化物已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，與使用傳統(tǒng)固態(tài)方法制備的那些相比，它表現(xiàn)出增強(qiáng)的光催化性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)煅燒MOF能夠獲得金屬氧化物多孔碳基復(fù)合材料，多孔碳繼承了MOF的大表面積、均勻的孔結(jié)構(gòu)和親水性，大表面積、均勻的孔結(jié)構(gòu)有助于最大限度地提高活性位點(diǎn)的密度，MOF衍生的多孔碳材料的也具有以下缺點(diǎn)：1)單一MOF材料(如MIL-125)在煅燒后獲得的多孔碳負(fù)載的TiO₂，在光降解過(guò)程中，TiO₂團(tuán)聚容易導(dǎo)致光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合，造成光催化效率下降；2)多孔碳作為一種納米材料，本身也容易團(tuán)聚，造成在降解污染物過(guò)程中因團(tuán)聚而沉積，造成整體光降解效果降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種MOF衍生的多孔碳基納米復(fù)合光降解材料，通過(guò)氮?dú)鈿夥障蚂褵齅IL-125/Cu納米粒子得到N摻雜多孔碳負(fù)載的TiO₂和CuO納米粒子，再經(jīng)兩親嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚甲基丙烯酸羥乙酯的分散后，獲得能夠穩(wěn)定分散在水中的光降解材料。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：?jiǎn)我籑OF材料(如MIL-125)在煅燒后獲得的多孔碳負(fù)載的TiO₂，在光降解過(guò)程中，TiO₂團(tuán)聚容易導(dǎo)致光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合，造成光催化效率下降；多孔碳作為一種納米材料，本身也容易團(tuán)聚，造成在降解污染物過(guò)程中因團(tuán)聚而沉積，造成整體光降解效果降低。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種MOF衍生的多孔碳基納米復(fù)合光降解材料，包括以下步驟制得：

S1、將MIL-125/Cu納米粒子裝入氧化鋁舟皿中，然后，放入管式爐中，在N₂氣氛下將爐子升溫到800℃煅燒，保持5小時(shí)，得到N摻雜多孔碳負(fù)載的TiO₂和CuO納米粒子；