一种Co-MOF材料及其制备方法、用图
【技术领域】
[0001] 本发明属于光催化材料技术领域，具体设及一种Co-MOF材料及其制备方法、用途。
【背景技术】
[0002] 21世纪随着工业化的不断发展，人类面临着地下水污染、危险废物控制、有毒气体 的排放等多种环境污染问题，逐渐影响人类生存与发展，其中水质污染更加受到国内外的 高度重视。随着我国可持续发展战略的实施W及加入WT0和持久性有机污染物(POPS)公约， 有色染料的水质污染问题已成为我国亟待解决的问题之一，因此研究有色染料污染降解新 技术，对缓解我国日益严峻的环境压力和实现社会可持续发展有重要意义。
[0003] 目前的研究在有机污染废水处理方面做出了很大的努力，开发了吸附和分离、化 学处理、光催化等常用方法。其中，光催化W其室溫深度反应和可直接利用太阳能等独特性 能，而成为一种理想的环境污染治理技术和洁净能源生产技术。而廉价、稳定、高效的光催 化材料成为研究热点，与传统光催化剂(如二氧化铁、金属铁酸等)相比，晶态M0F材料具有 高孔径率、孔道规则可W提供大的界面表面的特点，并多拥有窄的隙带，降低催化反应所需 能量，而且方便从溶剂中恢复过来方便重复利用，在开发高效光催化材料方面具有广阔的 发展前景。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种Co-MOF材料及其制备方法、用途。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下： 一种Co-MOF材料，其分子式为{[C03化)2(4,4'-bpy)2化0)2] · 7也0}η，η为任意正整数； 其中，L为3，4，5-Ξ簇酸苯胺，4，4 ' -bpy为4，4 ' -联化晚。
[0006] 本发明Co-MOF材料的制备方法，步骤如下： (1) 将醋酸钻及4-4'-联化晚溶于水和乙腊的混合溶液中，常溫揽拌1-化后转移至密闭 反应容器中，控制溫度90-110°C ; (2) 待步骤(1)反应体系密封反应40min-lh后，将3，4，5-Ξ簇酸苯胺及化OH揽拌溶解在 水中并加入到上述反应体系内，继续反应36-4化； (3) 步骤(2)反应完W后，降至室溫，析出物依次用水和乙腊洗涂，干燥，即得目标产品。
[0007] 较好地，W摩尔比计，醋酸钻:4-4'-联化晚:3,4,5-Ξ簇酸苯胺:化地=2:1:1:2- 1:1:1:1;步骤（1)中，水和乙腊的总用量为每0.1 mmol醋酸钻添加5-lOml，水和乙腊的体积 比为3:2-2:3;步骤(2)中，水的用量为每0.05mmol 3，4，5-Ξ簇酸苯胺添加 l-2ml。
[000引较好地，步骤(3)中，W5-10°CA的速率降至室溫。
[0009] 本发明Co-MOF材料作为催化剂光催化降解废水中有机染料的用途。
[0010] 进一步，所述有机染料为亚甲基蓝、罗丹明B、罗丹明6G、巧光素、甲基澄或结晶紫。
[0011] 具体地，将含有机染料的废水置于容器中，加入催化剂Co-MOF材料，在黑暗状态下 揽拌达到吸附-脱附平衡，然后加入过氧化氨，在可见光照射下反应1-化，至此降解完成。
[001^ 较好地，废水浓度控制在2. ο X 10-5-6 . ο X ΙΟΛιοΙ/L，10-15ml该浓度的废水加入 催化剂Co-MOF 15-25mg、过氧化氨20-30微升。
[0013] 进一步，降解完成后，过滤出催化剂，再次依据前述方法循环利用。
[0014] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果： 1、本发明利用3,4,5-Ξ簇酸苯胺化)和4,4'-联化晚(4,4'-bpy)作为有机配体，通过与 钻离子的自组装，构筑了一种具有良好光催化性能的晶态M0F材料{[C03(L)2(4,4'-bpy)2 (出0)2] · 7出0}n(C〇-M0F)。
[0015] 2、本发明Co-MOF材料的制备方法简单易行，制备的Co-MOF材料可作为光催化降解 的催化剂，为催化降解废水中的有机染料提供了新的选择，同时拓展了晶态M0F材料的应用 价值。
[0016] 3、本发明Co-MOF材料在光催化降解含有机染料的废水实验中表现出了很好的催 化活性和环保性。
[0017] 4、本发明的Co-MOF材料稳定性好，在300°CW下保持稳定，且能在整个催化过程中 保持完好的晶体状态，为循环回收再利用打下基础。
【附图说明】
[001引图l:C0-M0F材料的晶体结构图：（曰)一 Co-MOF材料的晶体结构单元图；（b)-- Co- MOF材料的Ξ维晶体结构图。
[0019] 图2: Co-MOF材料的热重分析图。
[0020] 图3:C〇-M0F材料光催化降解含有亚甲基蓝的有机废水的效果图：（a)--紫外吸收 光谱，左上角插图依次为降解前、后的照片；（b)--浓度比值C/Co对时间t的曲线。
[0021] 图4:C〇-M0F材料光催化降解含有罗丹明B的有机废水的效果图：（a)--紫外吸收光 谱，左上角插图依次为降解前、后的照片；（b)-浓度比值C/Co对时间t的曲线。
[0022] 图5:C〇-M0F材料光催化降解含有甲基澄的有机废水的效果图：（a)--紫外吸收光 谱，左上角插图依次为降解前、后的照片；（b)-浓度比值C/Co对时间t的曲线。
[0023] 图6:C〇-M0F材料光催化降解含有罗丹明6G的有机废水的效果图：（曰)一紫外吸收 光谱，左上角插图依次为降解前、后的照片；（b)--浓度比值C/Co对时间t的曲线。
[0024] 图7: Co-MOF材料光催化降解含有巧光素的有机废水的效果图：（a)--紫外吸收光 谱，左上角插图依次为降解前、后的照片；（b)-浓度比值C/Co对时间t的曲线。
[0025] 图8:C〇-M0F材料光催化降解含有结晶紫的有机废水的效果图：（a)--紫外吸收光 谱，左上角插图依次为降解前、后的照片；（b)-浓度比值C/Co对时间t的曲线。
[0026] 图9: Co-MOF材料循环实验测试图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合实施例对本发明作详细的说明，实施例在W本发明技术方案为前提下进 行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实 施例。
[002引实施例1-Co-MOF材料的制备 将Co(C出C00)2 (0.025克，0.1mmol)，4,4'-联化晚（0.0078克，0.05mmol)加入到 lOmL可密封小瓶中，加入3mL水和2mL乙腊，常溫磁力揽拌ο. 5-化后将反应体系转移至烘箱 内，控制溫度为l00°C，待反应进行40min后，将3，4，5-立簇酸苯胺（0.011克，0.05mmol)及 Na0H(0.004g，0.1 mmol)揽拌溶解在1血水中并逐滴加入上述反应体系内，100°C水热反应 36h，WlO°CA的速率降至室溫，得到红色块状晶体，用蒸馈水、乙腊洗涂，干燥，得到目标产 物，称重。产率:72%(基于Co(CH3COO)2计算得到）。产物经单晶X-射线衍射分析确定其晶体结 构（图1)，证实产物分子式为{[(：03化)2(4,4'-697)2化20)2]*7此0}。即(：〇-10巧才料;(：〇-10尸 晶体学参数详见下表;热重分析见图2,由图2可知:Co-MOF材料稳定性好，在300°CW下保持 稳定。
[0029] 实施例2-实施例1制备的Co-MOF材料光催化降解含有亚甲基蓝的有机废水 配制摩尔浓度为4.0Xl〇-5mol/L的MB溶液lOmL，称取实施例1制得的Co-MOF 20mg作为 催化剂加入到MB溶液中，为了确保吸附平衡，暗处磁力揽拌30min，然后加入30微升过氧化 氨并在可见光下照射，同时不加任何催化剂的MB溶液做空白对照试验，每间隔lOmin，取 〇.5mL溶液进行分析，测定溶液的紫外吸收光谱(如图3a