[发明专利]一种上转换-金属有机框架分子印迹催化材料的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种上转换‑金属有机框架分子印迹催化材料的制备方法及其应用。本发明以能吸收利用近红外光的上转换纳米材料作为基底，结合金属有机框架MIL‑125(Ti)的优势和催化性能，形成UCNPs@MIL‑125(Ti)催化中心，然后以此为支撑载体通过沉淀聚合法得到UCNPs@MIL‑125(Ti)@MIP。该复合材料在暗反应实验中展现出良好的吸附速率和吸附容量，其荧光猝灭程度与氯氰菊酯分子在低浓度呈现出良好的线性关系，符合Stern‑Volmer方程；在光催化实验中，UCNPs@MIL‑125(Ti)@MIP能吸收利用近红外光源，生成更多的电子‑空穴，利用分子印迹过程中产生的印迹空穴，能特异性吸附氯氰菊酯从而进一步提高光催化活性。所以，本发明制备的UCNPs@MIL‑125(Ti)@MIP具有定量检测和光催化降解双项功能，且对氯氰菊酯具有良好的特异性。

技术领域

本发明属于光催化材料制备技术及农残降解方法研究领域，尤其涉及一种上转换-金属有机框架分子印迹催化材料的制备方法及在降解氯氰菊酯中的应用。

背景技术

近年来，农药被广泛的应用于农业生产，使其大量地释放到环境当中，虽然对植物起到了保护作用，但是由于大部分农药具有的毒性和蓄积性，不可避免地对环境、动物以及人类健康造成影响。氯氰菊酯(CPM)是拟除虫菊酯类农药，能高效持久地预防害虫对农作物的危害，所以被大量使用。但是CPM较为稳定，降解周期长，可能在食物和环境中蓄积，所以其对人体健康的潜在危害不容忽视。环境中的CPM主要通过光催化过程进行降解，其光催化降解效率可作为一种重要的指标对CPM的生态安全性进行评价。适合的催化剂有助于提高该过程的降解效率，因此针对CPM研发一种拥有良好活性的新型光催化剂是很有必要的。

随着荧光纳米材料和新型介孔材料蓬勃发展，对它们的研究引领着科技发展前沿，已成为多领域学者的关注点，促进了学科交叉。稀土掺杂的UCNPs是近年来比较热门的光致发光材料，其具有独特的反Stokes发光性能，可以将红外光转换为可见光，是一种光性能优益的荧光材料。金属有机框架MOFs作为新兴的多孔材料，其组合方式十分灵活，具有比表面积大、孔径分布均匀、孔结构可调等优势，使其在气体储存，分离提纯、药物输送等方面具有潜在应用。并且由于MOFs具有高密度和均匀分布的活性位点，兼备了均相和多相催化剂的优势，使其在催化领域的研究得到了快速的发展。

太阳光中近红外光占总能量的将近50％，而目前大部分光催化剂不能吸收利用近红外光源。而复合型催化剂可以通过“协同效应”发挥出单一组分不具备的新功能和新性质，拥有更广阔的的应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种可以利用近红外光源并且对氯氰菊酯具有高选择性、高催化性的光催化材料。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

利用MIL-125(Ti)的结构可控性，将上转换纳米粒子包覆起来，避免上转换的荧光自猝灭和光催化过程中的能量损失的同时实现了对近红外光源的吸收和利用。再以UCNPs@MIL-125(Ti)复合物作为载体，结合分子印迹技术，制备出对目标物具有特异效应的新型催化材料，更精准、更高效地吸附并降解氯氰菊酯。

本发明还公开了一种上转换-金属有机框架分子印迹催化材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)UCNPs的制备：