一种富含氧空位的铁基MOFs衍生物及其制备方法与应用与流程

：本发明属于环境催化，涉及一种富含氧空位的铁基mofs衍生物及其制备方法与应用。背景技术：基于h2o2氧化剂的芬顿技术能够将水体中的对氯苯酚直接分解为二氧化碳、水或小分子物质，清洁污染水体。富含氧空位的fe基mofs具有不饱和活性位点，具备较强的h2o2活化能力。因此fe基mofs在对氯苯酚的去除领域中具有良好的应用前景。

背景技术

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明的目的就是为了提供一种富含氧空位的铁基mofs衍生物及其制备方法与应用，以克服现有技术中以下缺陷的至少一种：1)mofs衍生物存在着水稳定性较弱的现象，并且多数具有纳米级尺寸，因此在水环境处理过程中容易损坏或流失，长久循环使用的能力较差。2)fe基mofs活化降解对氯苯酚的水处理过程中h2o2的利用率较低。3)fe基mofs活化降解对氯苯酚的水处理过程中依赖紫外光，对可见光利用率低。本发明针对目前富含氧空位的铁基mofs的制备方法、结构调控、降解效率、可见光利用率等方面存在的不足，提供一种简单易行、结构稳定、处理高效的富含氧空位的铁基mofs衍生物及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明的技术方案之一提供了一种富含氧空位的铁基mofs衍生物及其制备方法，该方法包括以下步骤：

4、s1：将铁离子前驱体与氨基对苯二甲酸分散于n,n-二甲基甲酰胺有机溶剂中，进行加热反应，得到mofs材料；

5、s2：将所得mofs材料在马弗炉中煅烧，得到目的产物。

6、进一步的，步骤s1中，所述铁离子前驱体为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种；

7、进一步的，步骤s1中，加热反应温度为100～200℃，反应时间为6-24小时。

8、进一步的，步骤s1中，铁离子前驱体、氨基对苯二甲酸的摩尔比为(1～2)：1。

9、进一步的，步骤s2中，马弗炉煅烧温度为150～350℃，升温速率为2～5℃/min，保温时间1～6小时。

10、进一步的，步骤s2中，mofs材料为纺锤形多面体结构，粒径为50-200nm。

11、本发明的技术方案之二提供了一种富含氧空位的铁基mofs衍生物的制备方法，该mofs衍生物采用上述制备方法制备得到。

12、本发明的技术方案之三提供了一种富含氧空位的铁基mofs衍生物的应用，该mofs衍生物用于去除污染水体中的对氯苯酚，具体过程包括：

13、取所述mofs衍生物、双氧水和含对氯苯酚的污染水体混合，在光照下进行降解反应。

14、进一步的，每升污染水体中添加mofs衍生物0.1g-1.0g。

15、进一步的，每升污染水体中添加双氧水0.2mmol～2.0mmol。

16、进一步的，每升污染水体中对氯苯酚的初始浓度为1mg/l～100mg/l。

17、进一步的，污染水体的初始ph值为3.0～11.0；

18、进一步的，光照采用的光的波长为：390nm-780nm。

19、金属-有机骨架(metal-organic frameworks,mofs)是一类由金属离子和有机配体以适当方式结合形成的一类新型多孔结晶无机-有机杂化材料，mofs中过渡金属中心和有机连接体的存在，可诱导不同类型的配体-金属电荷转移，使mof成为潜在的优质光催化剂。这种材料具有具有多孔结构和超高的比表面积，mofs的不完全配位会形成路易斯酸活性位点，即不饱和活性位点可以充当多种催化位点。

20、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

21、1)本发明的富含氧空位的铁基mofs衍生物呈现疏松多孔状，具有较大的比表面积、导电性好、稳定性高、可见光利用率强等优点，氧空位可以增强铁基mofs衍生物相邻活性位点和h2o2之间的相互作用，有利于feiii/feii循环构，提高对氯苯酚降解效率，能够高效的降解水体中的对氯苯酚，在催化领域具有较大的应用前景；

22、2)本发明制备过程简易便捷，且发明的所使用的化学试剂均为常用试剂，廉价安全。

23、说明书附图说明：

24、图1为本发明实施例1合成的nh2-mil-53(fe)的扫描电镜(sem)照片；

25、图2为本发明实施例1合成的nh2-mil-53(fe)-250的扫描电镜(sem)照片；

26、图3为本发明实施例1合成的nh2-mil-53(fe)，nh2-mil-53(fe)-250的xrd图；

27、图4为本发明实施例2-5合成的nh2-mil-53(fe)-250的光催化降解图；

技术特征：

1.一种富含氧空位的铁基mofs衍生物的制备方法，包括以下步骤：s1：将铁离子前驱体与氨基对苯二甲酸分散于n,n-二甲基甲酰胺有机溶剂中，进行加热反应，得到mofs材料；s2：将所得mofs材料在马弗炉中煅烧，得到目的产物。

2.根据权利要求1所述的一种富含氧空位的铁基mofs衍生物的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述铁离子前驱体为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种；步骤s1中，加热反应温度为100～200℃，反应时间为6-24小时。

3.根据权利要求1所述的一种富含氧空位的铁基mofs衍生物的制备方法，其特征在于，步骤s1中，铁离子前驱体、氨基对苯二甲酸的摩尔比为(1～2)：1。

4.根据权利要求1所述的一种富含氧空位的铁基mofs衍生物的制备方法，其特征在于，步骤s2中，马弗炉煅烧温度为150～350℃，升温速率为2～5℃/min，保温时间1～6小时。

5.一种富含氧空位的铁基mofs衍生物，其特征在于，该mofs衍生物采用如权利要求1-4任一所述的制备方法制备得到。

6.根据权利要求1所述的一种富含氧空位的铁基mofs衍生物，其特征在于，步骤s2中，mofs材料为纺锤形多面体结构，粒径为0.55-1.1μm。

7.如权利要求6所述的一种富含氧空位的铁基mofs衍生物的应用，其特征在于，该mofs衍生物用于去除污染水体中的对氯苯酚，具体过程包括：取所述mofs衍生物、双氧水和含对氯苯酚的污染水体混合，在光照下进行降解反应。

8.根据权利要求7所述的一种富含氧空位的铁基mofs衍生物的应用，其特征在于，每升污染水体中添加mofs衍生物0.1mg-1.0mg；每升污染水体中添加双氧水0.2mmol～2.0mmol；每升污染水体中对氯苯酚的初始浓度为1mg/l～100mg/l；污染水体的初始ph值为3.0～11.0；光照采用的光的波长为：390nm-780nm。

技术总结本发明涉及一种富含氧空位的铁基MOFs衍生物及其制备方法与应用，该衍生物采用以下制备方法制备得到：S1：将铁离子前驱体与氨基对苯二甲酸分散于N,N‑二甲基甲酰胺有机溶剂中，进行加热反应，得到MOFs材料；S2：将所得MOFs材料在马弗炉中下煅烧，得到目的产物。该MOFs衍生物用于去除污染水体中的对氯苯酚，具体过程包括：取所述MOFs衍生物、双氧水和含有对氯苯酚的污染水体混合，进行光降解反应。本发明的MOFs衍生物呈现疏松多孔状，具有较大的比表面积；在可见光的照射下，可以高效的降解水体中的对氯苯酚；富含电子的氧空位可以增强铁基MOFs衍生物相邻活性位点和H2O2之间的相互作用，有利于FeIII/FeII循环构，提高对氯苯酚降解效率；筑了新型光芬顿异相催化体系，为解决难处理的氯苯酚废水提供了新的解决方案。技术研发人员：许振民,许志勇,吴林杰受保护的技术使用者：浙江玮泰生物科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18