[发明专利]Co-MIL-53(Fe)-NH2

说明书

本发明属于纳米复合材料与环境材料制备及其降解环境污染物的技术领域，涉及一种Co‑MIL‑53(Fe)‑NH₂/UIO‑66‑NH₂复合材料及其制备和应用。通过原位法将八面体UiO‑66‑NH₂和Co‑MIL‑53(Fe)‑NH₂结合，成功制备了Co‑MIL‑53(Fe)‑NH₂/UIO‑66‑NH₂复合材料，用于吸附和可见光(λ≥420nm)下降解抗生素四环素，复合材料中Co‑MIL‑53(Fe)‑NH₂与UiO‑66‑NH₂质量比为7：3的具有最高效的吸附和光催化协同降解能力(Co‑MIL‑53(Fe)‑NH₂为45％，UiO‑66‑NH₂为53％)。

技术领域：

本发明属于纳米复合材料与环境材料制备及其降解环境污染物的技术领域，涉及一种Co-MIL-53(Fe)-NH₂/UIO-66-NH₂复合材料及其制备和应用。

背景技术：

近年来，抗生素的广泛应用导致环境水体中抗生素的迅速增加，对人类健康构成巨大威胁。但由于其水溶性好、降解难度大，在许多水体中检测到不同浓度的TC。环境水体中TC的不断积累，不仅会污染环境，还会进入食物链，最终危害人类健康。因此，迫切需要研究降解TC的可能方法。

金属有机骨架(MOFs)是一系列具有高表面积和良好有序孔径的新型三维多孔材料。它们在吸附，催化和储气应用方面具有良好的潜力。值得我们关注的是一些特殊的MOFs类型(例如Fe-MOF，Ti(IV)-MOF，Zr-MOF，Zn-MOF)。它们在光照下具有良好的催化性能，这归因于它们的激发电子转移的准备。然而，MOFs产生激发电子和分离电荷的效率低导致光催化反应效率低。因此，通过将过渡金属引入MOFs中可能是一种提高量子效率的可行方法。例如孙等容团队合成了NH₂-UIO-66(Zr/Ti)，证明了在MOFs中通过金属替代构建双金属基MOFs 是提高光催化性能的有效途径。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种Co-MIL-53(Fe)-NH₂/UIO-66-NH₂复合材料及其制备和应用，通过过渡金属钴掺杂的方式，制备了 Co-MIL-53(Fe)-NH₂/UIO-66-NH₂双MOFs材料，其中UIO-66-NH₂作为典型的Zr基MOFs材料，其可以有效促进光电载流子的分离和转移。而Co掺杂的Fe基MOFs由于元素Co的引入，通过Fe³⁺/Fe²⁺和Co³⁺/Co²⁺氧化还原过程进一步促进电荷转移。因此，通过Co-MIL-53(Fe)-NH₂与UIO-66-NH₂结合，构建直接Z型异质结，提高了催化剂光催化能力和吸附能力。所制得的光催化剂有利于光生载流子的输送过程，具有良好的可见光光催化活性，同时也具有大的比表面积。

为了实现本发明目的，采用了以下的技术方案：

Co-MIL-53(Fe)-NH₂/UIO-66-NH₂复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)在DMF中加入设定量的Fe(NO₃)₃·9H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O和H₂ATA，并超声处理直至完全溶解，得到混合溶液；

(2)向步骤(1)的混合溶液中加入设定量的UiO-66-NH₂，内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中并加热至140℃±10℃并且至少保持6小时；