【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机污染物催化降解和金属有机框架，具体涉及一种利用mof孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法。
技术介绍
1、亚甲基蓝属于噻嗪类染料，在工业上经常会用于棉、蚕丝、纸张等的染色，也可应用在竹木的着色和制造墨水、色淀等，在空气中比较稳定，易溶于水、乙醇、氯仿，是染料废水具有代表性的污染物，若不经处理直接排放难以通过自然环境对废水进行净化，染料会在废水中流转、累积，超过一定浓度的亚甲基蓝会损伤人的胃肠道、肾脏、心血管和中枢神经等部位，高浓度亚甲基蓝会使动物中毒并导致死亡。因此，迫切需要开发从废水中去除有机污染物的有效方法。现如今对废水中有机染料的处理主要包括物理法、化学法和生物法三种。其中具有代表性的工艺处理有臭氧氧化法、生物降解法、吸附法、混凝法、膜分离法和光催化法等。其中光催化技术被广泛认为是一种有前途的技术，可以为废水处理提供安全、绿色的途径。
2、光催化技术是通过催化剂利用光子能量，将许多需要在苛刻条件下发生的化学反应转化为在温和环境下进行反应的先进技术。而合适的光催化剂是催化体系中提升催化效率和选择性的关键因素，以往报道的污染物降解的光催化剂大多是无机半导体材料，如氧化物(tio2、fe2o3和zno等)，硫化物(zns和cds)等，虽然这类材料具有合适的能带位置，无毒，成本低以及强烈的光吸收的优点，使其在光催化、电催化及储能等领域得到了广泛的关注和应用。但是该光催化剂仍然存在着光生载流子复合率高等问题，严重影响其光催化活性。而一些新型光催化剂如石墨化氮化碳(g-c3n4)、金属
3、mofs是由金属盐与有机配体通过配位键组装成的一类具有多孔结构的晶态材料。其具有结构多样易调节的结构特点，其多孔结构赋予mofs更多的暴露活性位点和催化底物/产物传输通道，利于光生电荷快速转移和利用；且mofs完美的晶态有序结构有利于减少光生电子和空穴的复合。基于这些结构特点使其成为光催化的新型优良平台。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种利用mof孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法。在一个太阳光的氙灯照射下，35分钟后，cu-mof催化剂对亚甲基蓝的去除率可以达到90％，循环稳定性优异，可实现高效有机物降解；材料易于回收，无二次污染；合成方法简单，晶体结构明确，有望满足染料废水净化方面的实际应用。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种利用mof孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，包括以下步骤：
3、s1、通过孔内抗衡离子与骨架上供受体单元协同强化cu-mof材料内建电场；
4、s2、将cu-mof催化剂投入亚甲基蓝水溶液中，黑暗下搅拌一段时间后，在氙灯照射下进行降解反应。
5、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的cu-mof的强化电场是由孔道内抗衡阴离子与骨架上供受体单元共同实现的，该材料骨架结构由刚性π共轭分子2,5-双(4-吡啶基)噻唑并[5,4-d]噻唑和一价/二价铜构成，平面结构由一价/二价铜与甲酸根配位连接。
6、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的一种利用抗衡离子协同骨架上供受体单元强化cu-mof材料内建电场的方法，所述孔道内抗衡阴离子包括但不限于bf4-、pf6-、f-、cl-、br-或no2-中的一种阴离子。
7、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的一种抗衡离子协同骨架上供受体单元强化cu-mof材料制备过程中，cu-mof材料制备方法如下，将2,5-双(4-吡啶基)噻唑并[5,4-d]噻唑、四氟硼酸铜以及反应溶剂加入反应容器中，将反应物混合均匀后，将密封的容器置于烘箱中反应一段时间后，取出降温，抽滤、洗涤、干燥后即可得到单晶mof材料。其中2,5-双(4-吡啶基)噻唑并[5,4-d]噻唑、四氟硼酸铜的摩尔比为(0.5～1.5):1；反应溶剂为dmf(n,n-二甲基甲酰胺)与甲醇，体积比为(1.5～2.5)：1。
8、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的一种抗衡离子协同骨架上供受体单元强化cu-mof材料制备过程中，反应容器包括但不限于10ml玻璃瓶、20ml玻璃瓶、圆底烧瓶或耐压瓶；混匀方式为超声分散，超声功率为(100～200)w，超声时间为(15～30)min。
9、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述内建电场强化的cu-mof材料应用于有机污染物光催化降解中，具体地，cu-mof材料和亚甲基蓝溶液的质量体积比为(5～15)mg：(60～100)ml。
10、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述内建电场强化的cu-mof材料应用于有机污染物光催化降解中，黑暗下搅拌时间为(15～20)min,搅拌台转速为(200～800)r/min。
11、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述内建电场强化的cu-mof材料应用于有机污染物光催化降解中，氙灯光功率密度为(100～200)mw/cm2。
12、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述内建电场强化的cu-mof材料应用于有机污染物光催化降解中，cu-mof催化剂与亚甲基蓝在(20-30)℃的条件下反应。
13、本专利技术的技术效果是：
14、本专利技术通过在mof孔道内引入抗衡离子的方式，并协同骨架上供受体单元，共同强化了mof材料的内建电场。将具有强化内置电场的mof材料投入亚甲基蓝水溶液中，在一个太阳光的氙灯照射下，35分钟后，亚甲基蓝去除率可以达到90％。此外该方法中mof材料具有宽泛的光吸收窗口(200-1000nm)和强吸光度，除亚甲基蓝外，可实现高效的其他有机物降解；mof材料易于回收，无二次污染；合成方法简单，晶体结构明确，有利于金属有机框架材料在染料废水净化方面的实际应用。
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1.利用MOF孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用MOF孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于，所述Cu-MOF的强化电场是由孔道内抗衡阴离子与骨架上供受体单元共同实现的，该Cu-MOF材料骨架结构由刚性π共轭分子2,5-双(4-吡啶基)噻唑并[5,4-d]噻唑和一价/二价铜构成，平面结构由一价/二价铜与甲酸根配位连接。
3.根据权利要求2所述的利用MOF孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于，所述孔道内抗衡阴离子包括但不限于BF4-、PF6-、F-、Cl-、Br-或NO2-中的一种阴离子。
4.根据权利要求2所述的利用MOF孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于Cu-MOF材料制备方法如下，将2,5-双(4-吡啶基)噻唑并[5,4-d]噻唑、四氟硼酸铜以及反应溶剂加入反应容器中，将反应物混合均匀后，将密封的容器置于烘箱中反应一段时间后，取出降温，抽滤、洗涤、干燥后即可得到单晶M
5.根据权利要求4所述的利用MOF孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于Cu-MOF材料制备过程中，2,5-双(4-吡啶基)噻唑并[5,4-d]噻唑、四氟硼酸铜的摩尔比为(0.5～1.5):1；反应溶剂为DMF(N,N-二甲基甲酰胺)与甲醇，体积比为(1.5～2.5)：1。
6.根据权利要求4所述的利用MOF孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于Cu-MOF材料制备过程中，反应容器包括但不限于10ml玻璃瓶、20ml玻璃瓶、圆底烧瓶或耐压瓶；混匀方式为超声分散，超声功率为100～200W，超声时间为15～30min。
7.根据权利要求1所述的利用MOF孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于，降解反应中，Cu-MOF材料和亚甲基蓝溶液的质量体积比为(5～15)mg：(60～100)mL。
8.根据权利要求1所述的利用MOF孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于，所述黑暗下搅拌时间为15～20min，搅拌台转速为200～800r/min。
9.根据权利要求1所述的利用MOF孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于，所述氙灯光功率密度为(100～200)mW/cm2。
10.根据权利要求1述的利用MOF孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于，所述Cu-MOF催化剂与亚甲基蓝在(20-30)℃的条件下反应。
...【技术特征摘要】
1.利用mof孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用mof孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于，所述cu-mof的强化电场是由孔道内抗衡阴离子与骨架上供受体单元共同实现的，该cu-mof材料骨架结构由刚性π共轭分子2,5-双(4-吡啶基)噻唑并[5,4-d]噻唑和一价/二价铜构成，平面结构由一价/二价铜与甲酸根配位连接。
3.根据权利要求2所述的利用mof孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于，所述孔道内抗衡阴离子包括但不限于bf4-、pf6-、f-、cl-、br-或no2-中的一种阴离子。
4.根据权利要求2所述的利用mof孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于cu-mof材料制备方法如下，将2,5-双(4-吡啶基)噻唑并[5,4-d]噻唑、四氟硼酸铜以及反应溶剂加入反应容器中，将反应物混合均匀后，将密封的容器置于烘箱中反应一段时间后，取出降温，抽滤、洗涤、干燥后即可得到单晶mof材料。
5.根据权利要求4所述的利用mof孔道内抗衡离子强化的内建电场实现光催化降解亚甲基蓝的方法，其特征在于cu-mof材料制备过程中，2,5-双(4-吡啶基)噻唑并[5,4...
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