一種能降解有機染料的MOFs催化劑Cu(3-bpdh)(TDA)的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種MOFs催化劑的制備方法，具體為一種Cu (3-bpdh) (TDA)催化劑的制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]MOFs具有良好的吸附分離性能和光催化能力。MOFs材料可能成為催化劑的理想化合物有以下原因。一，它們可以給予理性基礎(chǔ)被設(shè)計。二，點隔離使結(jié)構(gòu)-活性的關(guān)系評估成為可能。MOFs的可協(xié)調(diào)性，多功能性以及原有的靈活性使得它們脫穎而出，列于沸石和酵母之間的研究前沿。對不同功能的結(jié)合可以實現(xiàn)復(fù)雜的串連反應(yīng)，而其協(xié)調(diào)機理在一定程度上不能尚且不能預(yù)期出來，不過這也開辟了研究的新道路。近幾年來，研究工作者利用MOFs對水相中多種物質(zhì)進(jìn)行了分離和催化降解研究，MOFs顯示出其他材料無法比擬的良好的處理效果，為廢水凈化技術(shù)提供了新的技術(shù)方向。含N配體種類繁多，構(gòu)型多樣，例如咪唑、吡啶、三氮唑、四氮唑以及它們的衍生物等，N原子具有很強的配位能力，并且含N雜環(huán)類配體有多個配位點，能與金屬離子配位合成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的多維配合物；羧酸類配體的羧基具有獨特的電子結(jié)構(gòu)可以形成獨特的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和有趣的性質(zhì)。因此，構(gòu)筑金屬有機骨架材料時，可以充分利用這兩種配體的配位方式和結(jié)構(gòu)特點，得到具有獨特性能的MOFs材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種Cu (3-bpdh) (TDA)催化劑的制備方法，以提供一種能夠氧化催化降解有機染料的新催化劑。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。
[0006]—種Cu (3-bpdh) (TDA)催化劑的制備方法，其步驟如下:
(1)將0.15 mmol 3-bpdh和0.15 mmol銅鹽溶解于10 mL有機溶劑中，攪拌充分得到A溶液；
(2)將A溶液置于50mL的圓底燒瓶中攪拌；
(3)慢慢將10mL有機溶劑B滴加到上述溶液中，攪拌反應(yīng)一段時間，真空抽濾，得到催化劑樣品。
[0007]步驟(1)中銅鹽為Cu (N03) 2.3H20。
[0008]步驟(1)中有機溶劑為DMF，無水甲醇，無水乙醇，正丙醇，正丁醇。
[0009]步驟(3 )中的有機溶劑B是無水乙醚。
[0010]步驟(3)中的攪拌反應(yīng)時間為3 ho
[0011]
【附圖說明】
[0012]圖1為實施例1制得樣品的SEM圖；
圖2為實施例1制得樣品的紅外譜圖；
圖3為實施例2~5制得樣品的SEM圖；
圖4為實施例1制得樣品的BET圖；
圖5為實施例1~5制得樣品催化降解染料甲基橙的曲線圖。
[0013]
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)、完整的說明:
實施例1
室溫條件下，稱量0.15 mmol 3_bpdh，溶解到10 mL DMF中，加入0.15 mmol TDA到上述溶液中，充分溶解完全后，加入0.15 mmol Cu (Ν03)2.3Η20，將上述溶液轉(zhuǎn)移到50 mL的圓底燒瓶中，再將10 mL無水乙醚慢慢滴加到圓底燒瓶中，室溫下攪拌反應(yīng)3 h，真空抽濾、干燥得到粉末狀的樣品。
[0015]
實施例2
重復(fù)實施例1的操作步驟，不同之處在于有機溶劑為無水甲醇，結(jié)果和實施例1相比，樣品的形貌卻發(fā)生了很大的改變，呈現(xiàn)出大小不一的片狀。
[0016]
實施例3
重復(fù)實施例1的操作步驟，不同之處在于有機溶劑為無水乙醇，結(jié)果和實施例2類似，只是片狀顆粒的尺寸變小了一些。
[0017]
實施例4
重復(fù)實施例1的操作步驟，不同之處在于有機溶劑為正丙醇，結(jié)果和實施例2類似，片狀顆粒堆積在一起。
[0018]
實施例5
重復(fù)實施例1的操作步驟，不同之處在于有機溶劑為正丁醇，結(jié)果和實施例2類似，大塊的片狀顆粒，團(tuán)聚在一起。
[0019]圖1為實施例1制得樣品的SEM圖，樣品花瓣狀的晶體自發(fā)組裝成小球，其粒徑約為10 Mm。圖2為實施例1制得樣品的紅外譜圖；3042.9 cnf1處出現(xiàn)的尖峰為吡啶環(huán)的伸縮振動峰，2849.4 cm'1處為飽和C - Η伸縮振動吸收峰，1650.9 cm-1處的峰推測為C=N伸縮振動吸收峰。通過以上特征峰，可以推測樣品中含有配體3-bpdh。1476.0 cnf1處出現(xiàn)的峰推測為苯環(huán)的伸縮振動吸收峰，3083.9 cm'1處出現(xiàn)的峰為苯環(huán)上C - Η伸縮震動吸收峰，1737.9 cnf1處出現(xiàn)的峰為羧基中_C=0伸縮振動峰，3449.2 cm — 1處出現(xiàn)的峰推測為TDA的羧基中-0H伸縮振動峰。圖3為實施例2~5制得樣品的SEM圖，可以看出換了不同的溶劑后，樣品的形貌發(fā)生了很大的變化，在無水甲醇、無水乙醇、丙醇及丁醇中生成的顆粒都是片狀的，只是在尺寸上有些差別。圖4為實施例1制得樣品的BET圖；樣品的隊等溫吸脫附曲線為I型，即微孔型，整個吸附過程中，吸附量平緩增加。配合物的比表面積為24.868 m2.g"1, Langmuir比表面積為37.024 m2.g"1,吸附平均孔徑為8.314 nm，單點吸附總孔體積為0.052 cm^g^o圖5為實施例1~5制得樣品催化降解甲基橙的降解曲線圖，5個樣品對甲基橙均有明顯的催化降解效果，10 mg樣品2 h對150 mL的12 ppm甲基橙的氧化催化降解率可以達(dá)到70%以上。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種降解有機染料的MOFs催化劑Cu(3-bpdh) (TDA)的制備方法，其特征在于: 其步驟如下: (1)將0.15 mmol 3_bpdh、0.15 mmol TDA 和 0.15 mmol 銅鹽溶解于 10 mL 有機溶劑中，攪拌充分得到A溶液； (2)將A溶液置于50mL的圓底燒瓶中攪拌； (3)慢慢將10mL有機溶劑B滴加到上述溶液中，攪拌反應(yīng)一段時間，真空抽濾，得到催化劑樣品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Cu(3-bpdh)(TDA)催化劑的制備及應(yīng)用，其特征在于:步驟(1)中銅鹽為Cu(N03)2.3H20o3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Cu(3-bpdh)(TDA)催化劑的制備及應(yīng)用，其特征在于:步驟(1)中有機溶劑為DMF，無水甲醇，無水乙醇，正丙醇，正丁醇。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Cu(3-bpdh)(TDA)催化劑的制備及應(yīng)用，其特征在于:步驟(3)中有機溶劑為無水乙醚。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Cu(3-bpdh)(TDA)催化劑的制備及應(yīng)用，其特征在于:步驟(3)中攪拌反應(yīng)時間為3 ho
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種Cu(3-bpdh)(TDA)催化劑的制備方法，包括如下步驟：室溫條件下，將0.15mmol2,5-二（3-吡啶基）-3,4-偶氮-2,4-戊二烯（3-bpdh）、0.15mmol對-三聯(lián)苯-4,4ˊ-二羧酸（TDA）和0.15mmolCu(NO3)2·3H2O溶解于10mLDMF溶液中，轉(zhuǎn)移到50ml的圓底燒瓶中，攪拌均勻，再將10mL無水乙醚慢慢滴加至上述溶液中，反應(yīng)3小時，得到了灰綠色的產(chǎn)品。真空抽濾，干燥后，即得到Cu(3-bpdh)(TDA)微米晶。制備得到樣品可用于催化降解有機染料。本發(fā)明的優(yōu)點為：催化劑制備過程簡單，不需要能耗，且容易獲得形貌尺寸均一的微米晶。所制備樣品具有較高的光催化活性，能有效降解有機染料，因此它在環(huán)境治理尤其是染料廢水水污染處理方面有著潛在的應(yīng)用價值。
【IPC分類】C02F1/72, B01J31/22
【公開號】CN105233871
【申請?zhí)枴緾N201510635192
【發(fā)明人】許海濤, 葉靜, 鄭治中
【申請人】華東理工大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月30日