CN107519841A - 采用"一锅法"制备具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料 - Google Patents
采用"一锅法"制备具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107519841A CN107519841A CN201611025321.2A CN201611025321A CN107519841A CN 107519841 A CN107519841 A CN 107519841A CN 201611025321 A CN201611025321 A CN 201611025321A CN 107519841 A CN107519841 A CN 107519841A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mil
- tio
- absorption
- mesoporous
- composites
- 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.)
- Pending
Links
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
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
-
- 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
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
-
- 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
- B01J31/2213—At least two complexing oxygen atoms present in an at least bidentate or bridging ligand
-
- 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
-
- 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
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
-
- 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
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- 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
- B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
- B01J2531/60—Complexes comprising metals of Group VI (VIA or VIB) as the central metal
- B01J2531/62—Chromium
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料制备和应用新方法。具体为以室温搅拌法制备MIL‑101介孔吸附材料,并向反应液中加入钛酸丁酯,搅拌数小时后,最终制备成具有吸附和催化降解活性的介孔TiO2‑MIL‑101复合材料。本方法工艺简单,容易操作。经过吸附和降解实验表明,本方法制备复合材料结构规则,孔容量大,对有机物的降解效果良好。此方法中,TiO2和MIL‑101的添加比例无任何限制,可根据研究需要或实际应用需要采用任何比例进行包覆。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料,这种复合材料为包覆二氧化钛(TiO2)纳米晶的介孔MIL-101颗粒,以室温搅拌法合成MIL-101颗粒同时,采用“一锅法”对其表面包覆纳米二氧化钛壳层,最终得到新型介孔复合材料,并以此发展一种快速简易的有机物吸附和降解新方法。
背景技术
MIL-101是一类由金属离子和有机配体通过自组装作用形成的具有特殊笼状结构的刚性骨架介孔吸附材料。MIL-101不仅具有规则的孔道结构,良好的热稳定性和溶剂稳定性,其最大的特点就是具有介孔笼状结构,以及超大的比表面积(BET比表面积高达4500m2/g),因此,MIL-101已被广泛使用于样品吸附领域。本发明采用MIL-101这种新型的介孔吸附材料作为吸附剂,来制备具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料。
自半导体材料用于催化降解有机物取得突破性进展以来,二氧化钛因其催化活性高、化学和生物惰性好、对人体无毒、价廉等独特优点,成为近年来研究最活跃的催化材料。与常规尺寸的二氧化钛相比,纳米二氧化钛具有更高的催化活性和选择性,能够形成强氧化-还原体系,将不易氧化或难以降解的物质氧化分解,该技术已广泛应用于处理染料、造纸等行业产生的有机废水。然而,由于粒径极小,纳米二氧化钛在氧化过程中极易发生流失,因此,寻找能够固定纳米二氧化钛的载体,将吸附、氧化分解结合起来,才更有利于实际生产中的广泛应用。
本发明所设计的新型复合材料是采用介孔材料MIL-101作为吸附基体,在介孔MIL-101材料合成的同时,采用“一锅法”对其表面包覆具有催化降解活性的纳米二氧化钛壳层,最终制成了新型的具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料。本发明的目的在于结合上述两种材料各自的特点和优势,制备一种新型的多功能型复合材料,并将其应用于污水或废水中有机物的吸附和降解过程中。
发明内容
为实现本发明所提供的技术方案是:
以室温搅拌法制备MIL-101介孔吸附材料,并在反应液搅拌一定时间后,将钛酸丁酯加入到反应液中并不断搅拌,最终合成纳米二氧化钛和MIL-101的复合材料。将复合材料洗涤,净化,活化后,即得到了具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料。
经过吸附实验表明,本方法制备的TiO2-MIL-101复合材料结构规则,孔容量大,对有机物的吸附和催化降解性能良好。
其中,TiO2-MIL-101复合材料的合成方法为:将硝酸铬,对苯二甲酸溶解于DMF中,加入氢氟酸溶液,超声使其分散后,将混合溶液转移至单口玻璃反应瓶中,进行搅拌反应。反应一段时间后,向反应液中加入钛酸丁酯,并在磁力搅拌条件下,继续反应若干小时。反应结束后,离心即可得到绿色固体。
TiO2-MIL-101复合材料的活化方法:将上述绿色固体用乙醇洗涤数次,并将固体置于烘箱中烘干,随后在烘箱中高温活化数小时。
TiO2-MIL-101复合材料的使用方法:将经过洗涤,烘干,活化后的复合材料加入到含有有机物或有机染料的废水中,同时对样品溶液进行机械搅拌,使复合材料能够与样品溶液进行充分的接触,同时用高压汞灯对样品溶液进行照射。同时,可以采用气相色谱法,液相色谱法,光谱分析法等,对样品溶液中有机物或有机染料的含量进行测定。
本发明采用新型介孔材料MIL-101作为吸附基体,在其表面包覆具有有机物催化降解活性的TiO2纳米晶,制成了新型的具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料。本发明所涉及的新型复合材料对污水或废水中的有机物具有良好的吸附和降解效果,在实际生产或生活中会具有广泛的应用价值。
具体实施方式
为更好理解本发明,下面结合实施例对本发明做进一步地详细说明,但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
实施例:
以室温搅拌法制备MIL-101介孔吸附材料,采用“一锅法”将纳米二氧化钛包覆于MIL-53吸附材料表面,将复合材料净化,活化后,制备成具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料:
TiO2-MIL-101复合材料的合成方法为:将0.325克硝酸铬,0.410克对苯二甲酸溶解于20毫升DMF中,加入1毫升氢氟酸溶液,超声10分钟使其溶解后,将混合溶液置于50毫升单口圆底烧瓶中,反应2小时。随后向反应液中加入25ml钛酸丁酯室温下搅拌2小时。反应结束后离心即可得到绿色固体。
TiO2-MIL-101复合材料的活化方法:将上述绿色固体用乙醇洗涤数次,并将固体置于烘箱中60℃烘干,随后在200℃烘箱中活化3小时。
TiO2-MIL-101复合材料的使用方法:将经过洗涤,烘干,活化后的复合材料加入到含有有机物或有机染料的废水中,同时对样品溶液进行机械搅拌,使复合材料能够与样品溶液进行充分的接触,同时用高压汞灯对样品溶液进行照射。同时,可以采用气相色谱法,液相色谱法,光谱分析法等,对样品溶液中有机物或有机染料的含量进行测定。
Claims (4)
1.一种MIL-101介孔吸附剂,其特征在于:采用室温搅拌法制备得到绿色固体颗粒,此固体颗粒无需进行任何处理,直接可以对其包覆二氧化钛壳层。
2.TiO2-MIL-101复合材料的合成方法,其特征在于:在室温合成MIL-101介孔材料的同时,将钛酸丁酯加入到反应液中,经充分搅拌后,即得到TiO2-MIL-101复合材料。
3.TiO2-MIL-101复合材料的活化方法,其特征在于:所得复合材料需用乙醇洗涤数次,以除去未反应的钛酸丁酯,净化后的复合材料需要200℃高温焙烧数小时以激活纳米TiO2的催化活性。
4.根据权利要求2所述的TiO2-MIL-101复合材料的合成方法,其特征在于:TiO2和MIL-101的添加比例无任何限制,可根据研究需要或实际应用需要采用任何比例进行包覆。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611025321.2A CN107519841A (zh) | 2016-11-17 | 2016-11-17 | 采用"一锅法"制备具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611025321.2A CN107519841A (zh) | 2016-11-17 | 2016-11-17 | 采用"一锅法"制备具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107519841A true CN107519841A (zh) | 2017-12-29 |
Family
ID=60748500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611025321.2A Pending CN107519841A (zh) | 2016-11-17 | 2016-11-17 | 采用"一锅法"制备具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107519841A (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102958878A (zh) * | 2010-06-30 | 2013-03-06 | 环球油品公司 | 分离c8芳烃的吸附工艺 |
CN104307484A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-01-28 | 天津工业大学 | 一种具有呼吸效应的用于富集和催化降解有机物的新型复合材料 |
CN104475027A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-04-01 | 天津工业大学 | 一种具有sod沸石构型的用于富集和催化降解有机物的新型复合材料 |
CN104475029A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-04-01 | 天津工业大学 | 一种具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料制备、应用新方法 |
CN105203380A (zh) * | 2015-10-08 | 2015-12-30 | 天津工业大学 | 一种磁性mil-100复合材料的制备方法及其应用 |
CN105289509A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-02-03 | 天津工业大学 | 一种具有核壳结构的介孔复合材料制备方法 |
-
2016
- 2016-11-17 CN CN201611025321.2A patent/CN107519841A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102958878A (zh) * | 2010-06-30 | 2013-03-06 | 环球油品公司 | 分离c8芳烃的吸附工艺 |
CN104475027A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-04-01 | 天津工业大学 | 一种具有sod沸石构型的用于富集和催化降解有机物的新型复合材料 |
CN104475029A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-04-01 | 天津工业大学 | 一种具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料制备、应用新方法 |
CN104307484A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-01-28 | 天津工业大学 | 一种具有呼吸效应的用于富集和催化降解有机物的新型复合材料 |
CN105203380A (zh) * | 2015-10-08 | 2015-12-30 | 天津工业大学 | 一种磁性mil-100复合材料的制备方法及其应用 |
CN105289509A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-02-03 | 天津工业大学 | 一种具有核壳结构的介孔复合材料制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
孟令倩: "一锅法合成C@TiO2复合材料及其可见光催化性能研究", 《无机盐工业》 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106732818B (zh) | 基于二氧化钛的双层中空材料及其制备方法与在硫化氢光催化处理中的应用 | |
Giannakoudakis et al. | Additive-free photo-assisted selective partial oxidation at ambient conditions of 5-hydroxymethylfurfural by manganese (IV) oxide nanorods | |
Chen et al. | Stable metal–organic framework fixing within zeolite beads for effectively static and continuous flow degradation of tetracycline by peroxymonosulfate activation | |
Li et al. | Adsorption and degradation of the cationic dyes over Co doped amorphous mesoporous titania–silica catalyst under UV and visible light irradiation | |
Zeb et al. | Highly efficient Fenton and enzyme-mimetic activities of mixed-phase VO x nanoflakes | |
CN105413638A (zh) | 一种具有sod沸石构型的核壳型复合材料制备方法 | |
CN105251435A (zh) | 一种具有mtn沸石构型核壳型复合材料制备方法 | |
CN105289509A (zh) | 一种具有核壳结构的介孔复合材料制备方法 | |
Araya et al. | Selective degradation of organic dyes by a resin modified Fe-based metal-organic framework under visible light irradiation | |
CN109759110A (zh) | 一种氮掺杂多孔碳负载二氧化钛光催化剂及其制备方法与应用 | |
CN104475027A (zh) | 一种具有sod沸石构型的用于富集和催化降解有机物的新型复合材料 | |
Gu et al. | Water enables lattice oxygen activation of transition metal oxides for volatile organic compound oxidation | |
Lin et al. | Elucidation of mesopore-organic molecules interactions in mesoporous TiO2 photocatalysts to improve photocatalytic activity | |
Cheng et al. | Photocatalytic oxidation of glucose in water to value-added chemicals by zinc oxide-supported cobalt thioporphyrazine | |
CN108579781A (zh) | 一种苯酚加氢催化剂及其制备方法 | |
CN104307484A (zh) | 一种具有呼吸效应的用于富集和催化降解有机物的新型复合材料 | |
Kang et al. | Preparation and characterization of magnetic-core titanium dioxide: implications for photocatalytic removal of ibuprofen | |
CN105727904B (zh) | 一种有害气体吸附剂的制备方法 | |
Gu et al. | Lipophilic decavanadate supported by three-dimensional porous carbon nitride catalyst for aerobic oxidative desulfurization | |
CN104475029A (zh) | 一种具有吸附和催化降解活性的介孔复合材料制备、应用新方法 | |
CN107519942A (zh) | 采用"一锅法"制备具有呼吸效应的新型复合材料 | |
CN104475026A (zh) | 掺杂mtn沸石构型复合材料的水处理薄膜的制备及应用新方法 | |
CN107537436A (zh) | 采用"一锅法"制备具有sod沸石构型的新型复合材料 | |
Abedini et al. | One-step oxidative-adsorptive desulfurization of DBT on simulated solar light-driven nano photocatalyst of MoS2-C3N4-BiOBr@ MCM-41 | |
CN104724815A (zh) | 利用MnOx/SBA-15–PMS复合体系高效快速去除安替比邻的方法及应用 |
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 | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171229 |