CN104607242B - 一种5‑羟基间苯二甲酸铀酰配合物光催化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种5‑羟基间苯二甲酸铀酰配合物光催化剂。该催化剂分子式为[(UO2)(5‑OH‑m‑C6H3‑(COO)2)]2·H2O(式中：5‑OH‑m‑C6H3‑(COOH)2为5‑羟基间苯二甲酸)，是一种可以降解染料和有机污染物的高效能三维结构模型光催化剂，且该铀酰配合物光催化剂可用离心分离方法回收再利用，避免该催化剂可能引起的二次污染。

Description

一种5-羟基间苯二甲酸铀酰配合物光催化剂
技术领域
本发明涉及光催化剂，具体涉及一种5-羟基间苯二甲酸铀酰配合物光催化剂。
背景技术
随着全球工业化进程的发展，环境污染问题日益严重，环境问题已成为21世纪影响人类生存与发展的重要问题。光催化以其温室深度反应和可直接利用太阳能作为光源来驱动反应等独特性能，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。光催化反应是利用光能进行物质转化的一种方式，是光和物质之间相互作用的多种方式之一，是物质在光和催化剂同时作用下所进行的化学反应。光催化是催化化学、光电化学、半导体物理、材料科学和环境科学等多学科交叉的新兴研究领域，光催化氧化技术被认为是解决环境污染问题的最有应用前景的技术之一，已成为环境领域的研究热点。虽然目前在光催化领域对二氧化钛研究是热点，但二氧化钛是宽禁带(Eg＝3.2eV)半导体化合物，只有波长较短的太阳能(λ＜387nm)才能被吸收，太阳能利用率很低；此外，二氧化钛光生电子和空穴复合几率很高，导致其光催化效率较低，并且利用二氧化钛做催化剂在催化剂回收方面困难也很大。因此，寻找其它在可见光范围内有光催化效果的催化剂也成为目前科学家们的研究热点。
铀酰配合物因其在可见光下具有有效的光催化性质成为众多研究者的研究对象，并且合成铀酰配合物所用的铀酰可利用铀的核废料合成，减少了核废料对环境的危害，并用此来解决环境问题，可以说一举两得。针对这一问题，本发明开发出一种可见光下催化降解性能良好的铀酰配合物光催化剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可降解染料和有机污染物的5-羟基间苯二甲酸铀酰配合物光催化剂。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案：5-羟基间苯二甲酸铀酰配合物光催化剂，分子式为[(UO2)(5-OH-m-C6H3-(COO)2)]2·H2O，分子式中5-OH-m-C6H3-(COOH)2为5-羟基间苯二甲酸。
该配合物光催化剂晶体的晶胞参数为： β＝106.26(3)°，为单斜晶系，C2/c空间群。
与现有技术相比，本发明的优点在于5-羟基间苯二甲酸铀酰配合物光催化剂，该光催化剂的分子式为[(UO2)(5-OH-m-C6H3-(COO)2)]2·H2O，分子式中5-OH-m-C6H3-(COOH)2为5-羟基间苯二甲酸。该5-羟基间苯二甲酸铀酰配合物光催化剂分子结构为三维构造模型，有孔洞，因此可以较好的吸附溶液体系中的污染物，可在汞灯紫外光以及氙灯可见光下降解染料和有机污染物，且该5-羟基间苯二甲酸铀酰配合物光催化剂可用离心分离方法回收再利用，避免该催化剂可能引起的二次污染。
附图说明
图1为本发明铀酰配合物光催化剂的三维结构图；
图2为本发明铀酰配合物光催化剂的PXRD图谱与单晶模拟PXRD图谱的对比图；
图3为本发明铀酰配合物光催化剂对罗丹明B的光催化降解曲线图。
由图3可见，在500W氙灯照射没有催化剂的情况下，罗丹明B并没有发生降解，加入上述催化剂后，罗丹明B发生明显降解，200min后，被降解将近80％。
具体实施方式
实施例1
称取1mmol醋酸双氧铀(UO2Ac2·2H2O)、1mmol5-羟基间苯二甲酸于反应釜聚四氟乙烯内衬18mL蒸馏水中，搅拌得到橙色浊液，测得pH＝3.75，随后加入0.25mL三乙胺，搅拌均匀后得到蛋黄色浊液测得pH＝5.11。将上述体系于140℃下水热处理三天后得橘黄色产物。该橘黄色产物为分子式[(UO2)(5-OH-m-C6H3-(COO)2)]2·H2O的铀酰配合物光催化剂。将橘黄色产物研磨成粉末，置于光催化剂反应器中，并将含有罗丹明B的水溶液注入其中，开启搅拌器，在500W氙灯光照下，200分钟可将水溶液中的罗丹明B降解77.5％。得到如图3所示的光催化降解曲线图。铀酰配合物光催化剂可通过离心回收再利用。采用BrukerD8Focus粉末衍射仪2θ角度范围为5-50°，以8°/min的扫描速度对该铀酰配合物光催化剂进行扫描，在室温下收集样品的粉末衍射图谱(PXRD)，并与单晶模拟PXRD图对比，可以完美拟合，说明产物为纯相，纯度不低于99％。
实施例2
与实施例1基本相同，所不同的只是醋酸双氧铀由硝酸双氧铀替代，5-羟基间苯二甲酸为2mmol，三乙胺滴加量为0.5mL。光催化剂反应器中罗丹明B的水溶液由甲基橙或甲基蓝的水溶液替代。

Claims (2)

1.一种5-羟基间苯二甲酸铀酰配合物光催化剂，其特征在于该光催化剂的分子式为[(UO2)L)]2·H2O，L＝5-OH-m-C6H3-(COOH)2。
2.如权利要求1所述的5-羟基间苯二甲酸铀酰配合物光催化剂，其特征在于该铀酰配合物光催化剂的晶体的晶胞参数为：β＝106.26(3)°，为单斜晶系，C2/c空间群。
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