CN107159313B - 一种核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF催化剂的制备方法 - Google Patents
一种核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF催化剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107159313B CN107159313B CN201710447455.1A CN201710447455A CN107159313B CN 107159313 B CN107159313 B CN 107159313B CN 201710447455 A CN201710447455 A CN 201710447455A CN 107159313 B CN107159313 B CN 107159313B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tio
- nanotube
- core
- shell structure
- visible light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 title claims abstract description 18
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 87
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 24
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RCEAADKTGXTDOA-UHFFFAOYSA-N OS(O)(=O)=O.CCCCCCCCCCCC[Na] Chemical compound OS(O)(=O)=O.CCCCCCCCCCCC[Na] RCEAADKTGXTDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 5
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 5
- GOJUJUVQIVIZAV-UHFFFAOYSA-N 2-amino-4,6-dichloropyrimidine-5-carbaldehyde Chemical group NC1=NC(Cl)=C(C=O)C(Cl)=N1 GOJUJUVQIVIZAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 17
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 12
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 9
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 abstract description 9
- 239000000975 dye Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000013086 titanium-based metal-organic framework Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 12
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013177 MIL-101 Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000013154 zeolitic imidazolate framework-8 Substances 0.000 description 2
- 239000012918 MOF catalyst Substances 0.000 description 1
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- WIKQEUJFZPCFNJ-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;silver Chemical compound [Ag].[Ag].OC(O)=O WIKQEUJFZPCFNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001795 coordination polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000004298 light response Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 1
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 1
- LKZMBDSASOBTPN-UHFFFAOYSA-L silver carbonate Substances [Ag].[O-]C([O-])=O LKZMBDSASOBTPN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KQTXIZHBFFWWFW-UHFFFAOYSA-L silver(I) carbonate Inorganic materials [Ag]OC(=O)O[Ag] KQTXIZHBFFWWFW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- -1 tungsten halogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N zinc;2-methylimidazol-3-ide Chemical compound [Zn+2].CC1=NC=C[N-]1.CC1=NC=C[N-]1 MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
- B01J31/38—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of titanium, zirconium or hafnium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
- B01J31/22—Organic complexes
- B01J31/2204—Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
- B01J31/2208—Oxygen, e.g. acetylacetonates
- B01J31/2226—Anionic ligands, i.e. the overall ligand carries at least one formal negative charge
- B01J31/2243—At least one oxygen and one nitrogen atom present as complexing atoms in an at least bidentate or bridging ligand
-
- B01J35/39—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Abstract
本发明公开了一种核壳结构TiO2纳米管@Ti‑MOF催化剂的制备方法，先利用高温空气氧化处理和酸洗相结合法制备出锐钛矿相TiO2纳米管作为核；再利用溶剂热法，在TiO2纳米管表面原位生长NH2‑MIL‑125(Ti)作为壳，即可得到以TiO2纳米管为核，以NH2‑MIL‑125(Ti)为壳的可见光催化剂。本发明制备条件易控，环境友好，工艺简单，可操作性好，所得材料有稳定性高，催化效率高，分解彻底，不产生二次污染之特点，对染料废水具有明显的可见光降解作用，其中在可见光下，用于降解罗丹明B，最高催化率48 min可达97%，在降解有机污染物方面具有较高的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种光催化剂，具体来说是一种核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF催化剂的制备方法。
背景技术
环境和能源问题是制约当今社会发展的两大问题，目前，光催化技术被认为是解决能源和环境问题最有效、最具有前景的方法。半导体光催化技术利用太阳能作为反应的驱动，有效降低能耗，并且因其反应条件温和，无二次污染等优点，成为解决这两大问题的理想途径。光催化技术的核心在于光催化剂。光催化剂中，以纳米TiO2最为常见。纳米TiO2本身不具有毒性，价格低廉，具有较强的抗腐蚀能力，稳定性高、对污染物选择性低，分解彻底，不产生二次污染，在水处理领域有着很好的应用前景。但是由于TiO2的禁带宽度较宽(3.2eV)，只能被紫外光激发，而太阳光中紫外光的能量仅占总能量的5％，这使它在实际应用中受到了很大限制。为了提高TiO2对可见光的响应及光催化活性，研究者通过用离子掺杂、染料敏化以及与半导体复合等方法来对TiO2改性，在一定程度上提高了其光催化性能，但是仍然无法满足实际应用的要求，因此，TiO2的光催化性能仍需进一步提高，有必要开发具有高可见光活性的新型光催化剂。
金属有机骨架(MOFs)是由金属含氧基团和有机配体形成的配位聚合物。因其具有高的比表面积、高的孔隙率及结构易调等优点被广泛用于气体吸附、分离、药物运输等领域。此外，研究发现，一些金属有机骨架材料还具有半导体特性，在有机污染物的光催化降解、光催化水解制氢及光催化还原CO2等反应中表现出一定的光催化活性。这类MOFs的开发为其催化应用提供了良好的机遇，特别是将具有高比表面积的MOFs与经典的半导体光催化剂材料复合有望为新型光催化剂的设计和制备提供基础。在专利CN103240130A中公开了一种 TiO2/MIL-101复合催化剂及制备方法和应用，所述复合催化剂应用于光催化分解水，在紫外可见光下表现出了比单独的TiO2和MIL-101都要高的光解水制氢催化活性，但是专利所述的TiO2/MIL-101在可见光下的光催化活性不能单独评价。在专利CN105833919A中公开了一种复合可见光响应催化剂 Ag2CO3/TiO2/M-ZIF-8及其应用，所述复合可见光光催化剂对有机污染物的降解表现出高活性，但是该复合材料抗腐蚀能力较差，不稳定且制备工艺复杂，不宜实现规模化生产。在专利CN105170097A中公开了一种TiO2/ZIF-8核壳结构纳米复合材料及其制备方法，但该专利没有公开所述的TiO2/ZIF-催化剂在紫外可见光下的催化活性以及对染料的降解性能。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种核壳结构TiO2纳米管 @Ti-MOF催化剂的制备方法，所述的这种核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF可见光催化剂的制备方法要解决现有技术中的催化剂的制备工艺复杂，可见光催化活性有限的技术问题。
本发明提供了一种核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)一个制备锐钛矿相TiO2纳米管的步骤，按照原料TiO2粉末和NaOH的质量比为1:4～8，称取原料，在一个反应容器中研磨均匀，得到前驱体混合固体粉末；将所得前驱体混合固体粉末放置于马弗炉中，将马弗炉升温至 350～500℃，保温8～12h，即得TiO2纳米管前驱体；将所得TiO2纳米管前驱体依次用5～12M HCl溶液、0.05～0.2M HCl溶液、去离子水洗涤至中性，干燥，即得锐钛矿相TiO2纳米管；
2)一个制备TiO2纳米管@Ti-MOF核壳结构的步骤，按照锐钛矿相TiO2纳米管、 2-氨基对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、十二烷基硫酸钠的物料比为0.3g:(0.6～0.9)g:(12.5～25)ml:(1.5～3)ml：(0.01～0.05)g称取原料；将上述原料混合后超声20～40min，然后转入高压反应釜中，在160～180℃下反应20～24h，冷却至室温，过滤，然后采用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇洗涤，最后干燥，即可得到核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF复合可见光催化剂。
本发明采用高温空气氧化处理和酸洗相结合法制备锐钛矿相TiO2纳米管前驱体，TiO2纳米管的比表面积较TiO2粉末大，可提供更多的污染物吸附点位，对污染物去除率高，并为电子-空穴对分离提供更大的面积。再利用溶剂热法，在TiO2纳米管表面原位生长NH2-MIL-125(Ti)作为壳，即可得到以MOF作为壳，半导体材料TiO2纳米管作为核的可见光催化剂，其中TiO2纳米管不仅作为基体材料，而且直接提供合成NH2-MIL-125(Ti)的钛源，制备方法节能可靠、简单易行。此法得到的新型TiO2/NH2-MIL-125(Ti)纳米复合材料，扬长避短，兼顾TiO2和NH2-MIL-125(Ti)共有的优良性能，形成了一种新型的、比表面积大的具有良好催化性能的多功能型复合材料。
本发明采用简单的合成技术制备具有较高可见光催化性能的复合催化剂。该复合催化剂兼具各组分材料的优点，并且各组分间的相互作用能够产生新的功能，另外异质结构材料独特的异质界面效应能够有效促进电荷分离和减缓光生电子-空穴对的复合效率，在光催化领域具有较高的应用价值。
本发明将金属有机骨架材料NH2-MIL-125(Ti)和无机半导体催化剂TiO2纳米管复合形成异质结构，不仅比表面积得到了较大的提高，同时也使TiO2的优良性能得到了充分的发挥，从而较单独的TiO2纳米管及NH2-MIL-125(Ti)，拥有较高的可见光催化活性，利于其实际应用，在气体或废水处理中对有机物的吸附和催化分解等领域具有大的应用潜力。所制备的复合催化材料，用于降解罗丹明B，在可见光下具有良好的光催化性能，最高催化率48min可达97％，有望应用于其他方面，如气体吸附、光电材料或光催化材料。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明的TiO2纳米管 @Ti-MOF复合可见光催化剂，其制备工艺简单可控、条件较为温和、设备要求低，原料成本低廉，所得材料有稳定性高，可操作性强，无污染、实用性强，以可见光为驱动能，催化效率高，分解彻底，不产生二次污染之特点，非常适合于有机污染物降解处理，对染料废水具有明显的可见光降解作用，可大规模生产，在工业生产方面具有重要的潜在应用。
附图说明
图1是实施例2样品的XRD。
具体实施方式
为了更好的理解和实施，下面结合实施范例详细说明本发明。
本发明中，采用罗丹明B模拟工业废水，考察制备催化剂在可见光下的光催化活性。光催化测定实验是在一个特制的双层反应容器中进行的，容器隔层通有循环水以保持室温并在容器底部加以磁力搅拌。使用500W卤钨灯作为可见光光源，水平放置于反应体系上方约20cm处，在反应器上方2cm处放置KenKo L41 滤光镜屏蔽410nm以下的紫外光，从而控制照射到体系的光为可见光。罗丹明B 溶液催化率的计算方法：
C(％)＝A/A0*100(C表示催化率，A0是罗丹明B初始吸光度，A是光催化罗丹明B溶液后的吸光度)
实施例1
1)一个制备锐钛矿相TiO2纳米管的步骤，按照原料TiO2粉末和NaOH的质量比为1:5，称取原料，在一个反应容器中研磨均匀，得到前驱体混合固体粉末；将所得前驱体混合固体粉末放置于马弗炉中，将马弗炉升温至400℃，保温8h，即得TiO2纳米管前驱体；将所得TiO2纳米管前驱体依次用10M HCl 溶液、0.1M HCl溶液、去离子水洗涤至中性，干燥，即得锐钛矿相TiO2纳米管；
2)一个制备TiO2纳米管@Ti-MOF核壳结构的步骤，按照原料TiO2纳米管、2- 氨基对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、十二烷基硫酸钠的物料比为 0.3g:0.6g:12.5ml:1.5ml：0.03g称取原料；将上述原料混合后超声30min，然后转入高压反应釜中，在160℃下反应20h，冷却至室温，过滤，然后采用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇洗涤，然后干燥，即可得到核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF复合可见光催化剂。
该TiO2纳米管@Ti-MOF复合可见光催化剂对罗丹明B有较好的降解性能，降解率48min可达93％。
实施例2
1)一个制备锐钛矿相TiO2纳米管的步骤，按照原料TiO2粉末和NaOH的质量比为1:5，称取原料，在一个反应容器中研磨均匀，得到前驱体混合固体粉末；将所得前驱体混合固体粉末放置于马弗炉中，将马弗炉升温至400℃，保温8h，即得TiO2纳米管前驱体；将所得TiO2纳米管前驱体依次用10M HCl 溶液、0.1M HCl溶液、去离子水洗涤至中性，干燥，即得锐钛矿相TiO2纳米管；
2)一个制备TiO2纳米管@Ti-MOF核壳结构的步骤，按照原料TiO2纳米管、2- 氨基对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、十二烷基硫酸钠的物料比为 0.3g:0.8g:12.5ml:1.5ml：0.03g称取原料；将上述原料混合后超声30min，然后转入高压反应釜中，在160℃下反应20h，冷却至室温，过滤，然后采用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇洗涤，然后干燥，即可得到核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF复合可见光催化剂。
该TiO2纳米管@Ti-MOF复合可见光催化剂对罗丹明B有较好的降解性能，降解率48min可达97％。
实施例3
1)一个制备锐钛矿相TiO2纳米管的步骤，按照原料TiO2粉末和NaOH的质量比为1:5，称取原料，在一个反应容器中研磨均匀，得到前驱体混合固体粉末；将所得前驱体混合固体粉末放置于马弗炉中，将马弗炉升温至400℃，保温8h，即得TiO2纳米管前驱体；将所得TiO2纳米管前驱体依次用10M HCl 溶液、0.1M HCl溶液、去离子水洗涤至中性，干燥，即得锐钛矿相TiO2纳米管；
2)一个制备TiO2纳米管@Ti-MOF核壳结构的步骤，按照原料TiO2纳米管、2- 氨基对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、十二烷基硫酸钠的物料比为 0.3g:0.9g:12.5ml:1.5ml：0.03g称取原料；将上述原料混合后超声30min，然后转入高压反应釜中，在160℃下反应20h，冷却至室温，过滤，然后采用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇洗涤，然后干燥，即可得到核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF复合可见光催化剂。
该TiO2纳米管@Ti-MOF复合可见光催化剂对罗丹明B有较好的降解性能，降解率48min可达90％。
Claims (1)
1.一种核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)一个制备锐钛矿相TiO2纳米管的步骤，按照原料TiO2粉末和NaOH的质量比为1:4～8称取原料，在一个反应容器中研磨均匀，得到前驱体混合固体粉末；将所得前驱体混合固体粉末放置于马弗炉中，将马弗炉升温至350～500℃，保温8～12h，即得TiO2纳米管前驱体；将所得TiO2纳米管前驱体依次用5～12M HCl溶液、0.05～0.2M HCl溶液、去离子水洗涤至中性，干燥，即得锐钛矿相TiO2纳米管；
2)一个制备TiO2纳米管@Ti-MOF核壳结构的步骤，按照锐钛矿相TiO2纳米管、2-氨基对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、十二烷基硫酸钠的物料比为0.3g:(0.6～0.9)g:(12.5～25)ml:(1.5～3)ml：(0.01～0.05)g称取原料；将上述原料混合后超声20～40min，然后转入高压反应釜中，在160～180℃下反应20～24h，冷却至室温，过滤，然后采用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇洗涤，最后干燥，即可得到核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF复合可见光催化剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710447455.1A CN107159313B (zh) | 2017-06-14 | 2017-06-14 | 一种核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF催化剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710447455.1A CN107159313B (zh) | 2017-06-14 | 2017-06-14 | 一种核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF催化剂的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107159313A CN107159313A (zh) | 2017-09-15 |
| CN107159313B true CN107159313B (zh) | 2019-08-30 |
Family
ID=59819627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710447455.1A Active CN107159313B (zh) | 2017-06-14 | 2017-06-14 | 一种核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF催化剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107159313B (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107670695B (zh) * | 2017-09-18 | 2020-01-21 | 上海应用技术大学 | 一种核-壳异质结构材料的制备方法 |
| CN107973367B (zh) * | 2017-12-02 | 2021-05-14 | 杭州晚萤科技有限公司 | 一种Fe掺杂包裹型TiO2光催化剂降解废水的工艺 |
| CN108014744A (zh) * | 2017-12-23 | 2018-05-11 | 马苗 | 一种有机改性纳米二氧化钛吸附性材料 |
| CN108483556A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-09-04 | 昆明理工大学 | 一种降解抗生素的方法 |
| CN108525667A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-09-14 | 苏州大学 | 金属有机框架衍生四氧化三钴修饰二氧化钛纳米管阵列的制备方法 |
| CN109289927A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-02-01 | 南京大学 | 纳米二氧化钛@铁基mof可见光复合催化剂的制备方法及其应用 |
| CN110038642A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-23 | 沈阳师范大学 | 一种具有超深脱硫性能的TiO2@NH2-MIL-125(Ti)纳米纤维 |
| CN111135869B (zh) * | 2019-12-29 | 2021-05-07 | 苏州阿德旺斯新材料有限公司 | 二氧化钛纳米带@mof复合材料的制备方法 |
| WO2021135253A1 (zh) * | 2019-12-29 | 2021-07-08 | 苏州阿德旺斯新材料有限公司 | 二氧化钛纳米带@mof复合材料、其制备方法及应用 |
| CN111135870B (zh) * | 2019-12-29 | 2021-05-07 | 苏州阿德旺斯新材料有限公司 | 二氧化钛纳米带@mof复合材料及其应用 |
| CN111359667A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-03 | 武汉工程大学 | 基于介孔TiO2/金属有机磷酸Cd-MOF异质结光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112076792B (zh) * | 2020-08-28 | 2022-06-24 | 盐城工学院 | 一种利用氢键构建TiO2纳米管-MOF复合光催化剂的方法及其应用 |
| CN113832479B (zh) * | 2021-10-13 | 2023-03-14 | 石家庄铁道大学 | 一种Fe2O3(Ti)@NH2-MIL-101(Fe)复合光电催化剂及其制备方法 |
| CN114177948A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-15 | 北京农学院 | 基于二氧化钛的金属有机框架化合物、其制备方法及应用 |
| CN115286087B (zh) * | 2022-07-08 | 2023-12-08 | 重庆大学 | 一种有机钛骨架复合氧化剂MnO2@NH2-MIL-125(Ti)的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103240130A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-08-14 | 中国石油大学(北京) | 光催化分解水用TiO2/MIL-101复合催化剂及制备方法和应用 |
| CN105195197A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-30 | 福州大学 | 一种大比表面积-可见光响应TiO2催化剂及其制备方法 |
| CN106238100A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-21 | 北京科技大学 | 二氧化钛纳米片负载MIL‑100(Fe)复合光催化材料的制备及应用方法 |
-
2017
- 2017-06-14 CN CN201710447455.1A patent/CN107159313B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103240130A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-08-14 | 中国石油大学(北京) | 光催化分解水用TiO2/MIL-101复合催化剂及制备方法和应用 |
| CN105195197A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-30 | 福州大学 | 一种大比表面积-可见光响应TiO2催化剂及其制备方法 |
| CN106238100A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-21 | 北京科技大学 | 二氧化钛纳米片负载MIL‑100(Fe)复合光催化材料的制备及应用方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| NH2-MIL-125膜的制备及其分离性能的研究;许静;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20160315;全文 |
| Photoelectrochemical detection of the herbicide clethodim by using the modified metal-organic framework amino-MIL-125(Ti)/TiO2;Dangqin Jin等;《Microchim Acta》;20150521;第182卷;第1885-1892页 |
| Ti-MIL-125-NH2 membrane grown on a TiO2 disc by combined microwave/ultrasonic heating: facile synthesis for catalytic application;Yu-Ri Lee等;《COMMUNICATION》;20160628;第6卷;第63286-63290页 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107159313A (zh) | 2017-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107159313B (zh) | 一种核壳结构TiO2纳米管@Ti-MOF催化剂的制备方法 | |
| CN106076421B (zh) | 一种MIL-53(Fe)/g-C3N4纳米片复合光催化材料的制备方法 | |
| CN101791565B (zh) | 一种TiO2@石墨相氮化碳异质结复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN104722302B (zh) | 酸化混晶TiO2纳米线负载型光催化剂及其制备与应用 | |
| Umer et al. | Montmorillonite dispersed single wall carbon nanotubes (SWCNTs)/TiO2 heterojunction composite for enhanced dynamic photocatalytic H2 production under visible light | |
| CN104801328B (zh) | 一种低温制备TiO2/g‑C3N4复合光催化剂的方法 | |
| CN104001496B (zh) | 一种BiVO4纳米片复合型光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108993604B (zh) | 高可见光活性AgIn5S8/UIO-66-NH2复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN108636454A (zh) | 一种基于金属有机骨架材料uio-66(nh2)复合光催化剂的制备方法 | |
| CN108686665B (zh) | 一种纳米棒铁酸锌原位复合片层二氧化钛光催化材料的制备方法 | |
| Dong et al. | Construction of a novel N-doped oxygen vacancy-rich TiO2 N-TiO2− X/g-C3N4 S-scheme heterostructure for visible light driven photocatalytic degradation of 2, 4-dinitrophenylhydrazine | |
| CN109395777A (zh) | 一种三元复合光催化剂BiOI@UIO-66(NH2)@g-C3N4的制备方法 | |
| CN107469804A (zh) | 一种纳米颗粒铋负载的二氧化钛基复合光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN109865514A (zh) | 一种铜/二氧化钛复合光催化材料的制备方法 | |
| CN106492772A (zh) | 一种二氧化钛纳米片与硅藻土复合光催化剂的制备方法 | |
| CN105618021A (zh) | 一种h2o2改性的锐钛矿/金红石二氧化钛纳米晶体复合材料 | |
| CN111185204B (zh) | 一种可见光催化剂及其制备方法与应用 | |
| Zhang et al. | A review on crystalline porous MOFs materials in photocatalytic transformations of organic compounds in recent three years | |
| CN102806078B (zh) | 一种制备Bi系复合氧化物一维中空超结构光催化材料的方法 | |
| Liu et al. | Deposition of CdS and Au nanoparticles on TiO2 (B) spheres towards superior photocatalytic performance | |
| CN106111179B (zh) | 一种小尺寸氮掺杂石墨烯光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN106000460B (zh) | 碳量子点敏化枝状聚乙烯亚胺修饰的TiO2光催化剂 | |
| CN114849785A (zh) | 一种三嗪环共价有机框架材料掺杂卟啉钴光催化剂的制备 | |
| CN104984766B (zh) | 一类B/POMs/TiO2三元复合光催化材料及其制备方法 | |
| CN106807413A (zh) | 一种具有等离子体表面共振效应的Ag@AgBr/CaTiO3光催化剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |