基于2,2’‑联吡啶‑4,4’‑二羧酸构筑的双稀土金属有机骨架的光催化性能研究。本发明专利技术具体涉及一种双稀土金属有机骨架的制备及在紫外光条件下对罗丹明B的光催化性能研究。实验研究结果表明，在紫外光照射下，该稀土金属有机骨架在6小时内能使罗丹明B的降解率达到53.12％。这说明稀土金属有机骨架可以作为一类理想的光催化材料，在有机染料废水处理方面具有潜在的应用。
Study on the photocatalysis performance of bis rare earth metal organic framework based on 2,2 '- bipyridine-4,4' - dicarboxylic acid
【技术实现步骤摘要】
基于2,2’-联吡啶-4,4’-二羧酸构筑的双稀土金属有机骨架的光催化性能研究
本专利技术涉及一种双稀土金属有机骨架的制备及在有机染料光催化降解中的应用。
技术介绍
印染工业废水是环境水体污染源之一，制约着印染行业的可持续发展。该废水包含的化学物质大部分为难降解有机物，并且它们还有着耗氧量高和毒性大的特点，具有致畸、致癌甚至致死的危害。而传统的印染工业废水处理方法如生物处理、混凝沉淀、吸附、膜技术等工艺运行费用高、反应时间长，对有色染料的脱除不彻底，且易引起二次污染，因此，迫切需要寻找一种新型、环保、经济、高效处理印染工业废水的方法。太阳能作为一个清洁且用之不竭的能源，可以成为解决这些问题的一个很好的备选项。近十几年来迅速发展的光催化技术可以将有机污染物光解为小分子无毒有机物或者二氧化碳和水，是一种绿色、环保、新型、高效、节能的处理印染工业废水的方法之一。金属有机骨架(metal-organicframeworks，MOFs)是一种新型的有机-无机杂化材料，因其比表面积大、孔隙度高、结构多样性及可调控合成等特点，已成为光催化领域研究的热点。MOFs在降解有机污染物时具有诸多优点：1、孔道可调，对反应物和生成物可进行选择性吸附；2、结构与功能的可控性，可获得高可见光响应的材料；3、MOFs的拓扑结构决定了其活性位点比较分散，不容易团聚，催化剂的稳定性较高。因此，本专利技术以2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸为有机配体，与稀土金属铕和铽离子构筑了双稀土金属有机骨架：(Eu0.01Tb0.09(dcbpy)(DMF)2(NO3))(MOF1)，并对其结构和光催化性能进行了研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可降解有机染料的新型技术。通过溶剂热方法，制备金属有机骨架，并以其作为光催化剂应用于有机染料的光催化降解。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术采用溶剂热法，以2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸为有机配体与金属离子铕和铽制备了MOF1，分子式为(Eu0.01Tb0.09(dcbpy)(DMF)2(NO3))，其具体制备过程为：将Tb(NO3)3·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O、2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸(H2dcbpy)和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)混合后置于内衬为聚四氟乙烯的密闭不锈钢反应釜中，搅拌至均匀放入恒温烘箱中，在100℃条件下加热三天，然后降至室温，过滤得到无色的透亮晶体。采用以上方法制备了一种双稀土金属有机骨架。本专利技术涉及的双稀土金属有机骨架MOF1光催化降解罗丹明B的步骤为：选择较好的晶体干燥后研磨成粉末，称取20mg晶体粉末分散于80mL罗丹明B水溶液(10-5M)中，在黑暗条件下搅拌40min使反应达到吸附-脱附平衡，然后在紫外灯下(氙灯、280W)照射6h，每隔0.5h取一次样。将取出的样品离心，吸取上层清液置于石英比色皿中，利用紫外-可见分光光度计测吸光度。由于罗丹明B浓度相对较低，溶液浓度与吸光度遵循朗伯比尔定律，可计算出降解率。降解率见附图1。自然光、黑暗及没有光催化剂条件下的降解实验过程同上，不同条件下的降解效果对比图见附图2。本专利技术所提供的MOF的应用具有如下特点：(1)本专利技术所述的MOF1的制备方法简单、材料纯度高、稳定性好。(2)合成的MOF1在有机染料污染降解方面具有简便、无污染等优点。附图说明图1为所合成的MOF1在紫外光条件下对RhB的光催化降解率图；图2不同条件下，罗丹明B的降解效果对比图。具体实施方式实施例1MOF1的合成：将Eu(NO3)3·6H2O(4.46mg，0.01mmol)、Tb(NO3)3·6H2O(40.77mg，0.09mmol)、2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸(H2dcbpy)(24.5mg，0.1mmol)和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)(10mL)混合后置于内衬为聚四氟乙烯的密闭不锈钢反应釜中，搅拌至均匀放入恒温烘箱中，在100℃条件下加热三天，然后冷却至室温，过滤得到无色的透明晶体。实施例2MOF1在紫外光条件下对罗丹明B的光催化降解：选择质量较好的晶体干燥后研磨成粉末，称取20mg晶体粉末分散于80mLRhB(10-5M)水溶液中，在黑暗条件下搅拌40分钟使反应达到吸附-脱附平衡，然后在紫外灯下(氙灯、280W)照射6小时，每隔半小时取一次样，之后将取出的样品离心，吸取上层清液置于石英比色皿中，利用紫外-可见分光光度计测吸光度。由η＝(Ci-C0)/C0＝(Ai-A0)/A0公式(公式中A0和Ai分别表示罗丹明B的初始吸光度和降解i时间的吸光度，C0和Ci分别表示罗丹明B的初始浓度和降解i时间的浓度)计算得光照6小时后，MOF1对罗丹明B的降解率达到53.12％，见图1。MOF1在自然光和黑暗条件及没有光催化剂条件下的降解过程同上，降解率分别为12.11％，9.67％，6.32％。综上所述，双稀土金属有机骨架也可以作为一类理想的光催化材料，在有机染料废水处理方面具有潜在的应用。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸与稀土金属铕和铽构筑的金属有机骨架的光催化性能研究。具体的2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸与稀土金属铕、铽构筑的配合物的制备步骤如下：/n将Eu(NO
【技术特征摘要】
1.一种2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸与稀土金属铕和铽构筑的金属有机骨架的光催化性能研究。具体的2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸与稀土金属铕、铽构筑的配合物的制备步骤如下：
将Eu(NO3)3·6H2O(4.46mg，0.01mmol)、Tb(NO3)3·6H2O(40.77mg，0.09mmol)、2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸(H2dcbpy)(24.5mg，0.1mmol)和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)(10mL)混合后置于内衬为聚四氟乙烯的密闭不锈钢反应釜中，搅拌至均匀放入恒温烘箱中，在100℃条件下加热三天，然后冷却至室温，过滤得到无色的透明晶体。
2.根据权利要求1所述的金属有机骨架材料，应用于罗丹明B的光...
【专利技术属性】
技术研发人员：王凤勤，蒲妍燕，张奉孝，李璟玉，焦宏博，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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