CN108586538A - 一种使罗丹明b选择性褪色的铋碘杂化材料的制备与应用 - Google Patents
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Abstract
一种铋碘基无机‑有机杂化材料的合成及其罗丹明B的选择性褪色应用。本发明的目的在于合成一种可以方便、快速、高效地使罗丹明B选择性褪色的无机‑有机杂化材料(Habtz)BiI4，其中abtz=2‑氨基苯并噻唑。可选择碘化铋，2‑氨基苯并噻唑，乙醇和氢碘酸为反应原料，在溶剂热的合成条件下获得化合物(Habtz)BiI4的单晶，其优异性能可用于化学法选择性处理染料废液中的罗丹明B，且无需外界提供任何能量。
Description
技术领域
本发明涉及无机-有机杂化材料领域，尤其涉及一种铋碘杂化材料(Habtz)BiI4的制备方法与染料选择性褪色的应用，其中abtz = 2-氨基苯并噻唑。
背景技术
近年来，各种工业废水尤其是印染废水对水资源的污染越来越重；国家对环保工作逐渐重视，快速、高效和有针对性地使印染废液脱色已成为新的需求增长点。某些低浓度的染料废水经过脱色处理可进行回收利用，并大大降低了对水资源以及土壤环境的污染。罗丹明B作为一种极其普遍的染色剂被广泛应用于材料制造，织物染色以及食品加工等行业，世界卫生组织已将其列入第三类致癌物清单。含有该化合物的印染废水色度极高，有机物污染程度大，难以采用吸附，沉降等传统净化方法去除，且容易带来二次污染。在染料废水中，罗丹明B常与其它染料或有机组分混在一起，传统对罗丹明B染料无选择性的降解或褪色方法，不利于其它混合组分的回收和处理。此外，若混合组分为环境友好的物质，这种无选择性的降解还会带来资源的浪费。因此，开发方便、快速并高选择性地使罗丹明B褪色的材料成为一个刻不容缓的问题。
目前可使罗丹明B选择性褪色的材料多基于一些无机半导体催化剂，且需在外界提供能量（如光能）的情况下进行。化学处理方法，如化学氧化法，因无需外界提供能量，不受外界光照条件的制约，即可实现有机染料分子的脱色，具有独特的优势，逐渐受到更多的研究关注。已报道的化学法选择性处理罗丹明B的材料，如BiAgxOy，过一硫酸盐等存在需要复杂的合成技术或对罗丹明B脱色的选择性不高等问题。因此，开发无需外界提供能量，即可选择性使罗丹明B褪色的新型材料具有重要的实际意义。
发明内容
本发明的目的在于，针对已报道的罗丹明B褪色材料存在制备比较繁琐，褪色选择性不高等问题，提供一种易合成、可高选择性的使罗丹明B褪色的材料。该材料为基于铋碘体系的无机-有机杂化材料；材料合成具有低成本，无毒害，使用简便的优势，且材料使罗丹明B选择性褪色过程中不需要外界提供任何能量，不受外界光照等条件的制约。
本发明的技术方案包括以下内容：
1. 一种可以有效使罗丹明B选择性褪色的铋碘基无机-有机杂化材料(Habtz)BiI4，其中abtz = 2-氨基苯并噻唑，其特征在于该化合物为三斜晶系，结晶于P-1空间群，单胞参数为a = 7.73埃，b = 10.04埃，c = 11.61埃，α = 86.25度，β = 6.78度，γ = 68.66度。
2. 如项1所述的铋碘基无机-有机杂化材料(Habtz)BiI4的制备方法，其特征在于：称取摩尔比为1：1的碘化铋和2-氨基苯并噻唑，加入氢碘酸和乙醇，采用溶剂热合成方法，在120摄氏度恒温三天，自然冷却至室温，得到(Habtz)BiI4的晶体产物。
3. 如项1所述的铋碘基无机-有机杂化材料(Habtz)BiI4的用途，其特征在于：该化合物可作为一种染料选择性褪色材料，无需外界提供能量即可选择性使废液中的罗丹明B染料褪色。
本发明的有益效果为材料的合成条件简单、易控且无污染；制备的材料可直接在水溶液中使用，无需外界提供能量即可使染料废水中的罗丹明B褪色；脱色条件温和、简便、不易受外界干扰。
附图说明
图1为(Habtz)BiI4对橙黄G和罗丹明B混合染料选择性褪色过程中的紫外-可见吸收光谱（a）及浓度比曲线（b）。当反应37分钟后，罗丹明B的C/C0值为0.06，说明溶液中罗丹明B已基本脱色完全，而橙黄G的C/C0为0.67，即使反应延长至45分钟后，其C/C0值仍基本不变。
图2为(Habtz)BiI4对橙黄IV和罗丹明B混合染料选择性褪色过程中的紫外可见吸收谱（a）及浓度比曲线（b）。当反应17分钟后，罗丹明B的C/C0值为0.11，说明溶液中剩余罗丹明B浓度较少。而橙黄IV的C/C0为0.60，即使反应延长至27分钟后，其C/C0值仍基本不变。
图3为(Habtz)BiI4对罗丹明B和橙黄G混合染料中的罗丹明B褪色后剩余固体的粉末衍射花样，与无机BiOI花样吻合较好。
图4为(Habtz)BiI4对罗丹明B和橙黄IV混合染料中的罗丹明B褪色后剩余固体的粉末衍射花样，证明剩余固体为无机BiOI。
具体实施方式
（1）化合物(Habtz)BiI4的合成
将0.15克BiI3和0.025克2-氨基苯并噻唑加入25毫升的聚四氟乙烯内胆中，加入4毫升HI和1毫升乙醇，然后将聚四氟乙烯内胆放入不锈钢反应釜中，旋紧后放在120摄氏度烘箱加热。在此温度下恒温三天后，自然冷却至室温，得棕红色溶液，自然挥发，得深紫色条状晶体，即为化合物(Habtz)BiI4。
（2）选择性褪色罗丹明B和橙黄G的混合溶液
黑暗条件下，将20毫升9.46毫克/升的橙黄G和20毫升5.4毫克/升的罗丹明B在烧杯中混合均匀，用0.5摩尔/升的HCl调节pH至3.0（记为0分钟）。取20毫克(Habtz)BiI4加入至上述混合染料溶液中，间隔一定的时间后对染料溶液进行紫外-可见分光光度分析（4分钟、7分钟、10分钟、14分钟、20分钟、25分钟、30分钟、37分钟、45分钟）。并对剩余固体进行粉末衍射表征。
（2）选择性褪色罗丹明B和橙黄IV的混合溶液
黑暗条件下，将20毫升7.51毫克/升的橙黄IV和20毫升5.4毫克/升的罗丹明B在烧杯中混合均匀，用0.5摩尔/升的HCl调节pH至3.0（记为0分钟）。取20毫克(Habtz)BiI4加入至上述混合染料溶液中，间隔一定的时间后对染料溶液进行紫外-可见分光光度分析（3分钟、11分钟、19分钟、23分钟、27分钟、31分钟、39分钟）。并对剩余固体进行粉末衍射表征。
Claims (2)
1.一种可使罗丹明B选择性褪色的铋碘基无机-有机杂化材料(Habtz)BiI4，其中abtz =2-氨基苯并噻唑，其特征在于该化合物为三斜晶系，结晶于P-1空间群，单胞参数为a =7.73埃，b = 10.04埃，c = 11.61埃，α = 86.25度，β = 76.78度，γ = 68.66度；
该材料由以下方法制备而成：称取摩尔比为1：1的碘化铋和2-氨基苯并噻唑，加入氢碘酸和乙醇，采用溶剂热合成方法，在120摄氏度恒温三天，自然冷却至室温，得到(Habtz)BiI4的晶体产物。
2.一种权利要求1所述的铋碘基无机-有机杂化材料(Habtz)BiI4的用途，其特征在于：该材料无需外界能量，即可高选择性地使染料废水中的罗丹明B褪色。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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