CN114011410A - 一种具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法及其产品和应用 - Google Patents
一种具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法及其产品和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114011410A CN114011410A CN202111349418.XA CN202111349418A CN114011410A CN 114011410 A CN114011410 A CN 114011410A CN 202111349418 A CN202111349418 A CN 202111349418A CN 114011410 A CN114011410 A CN 114011410A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- product
- reaction
- carrying
- solution
- 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
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000013179 MIL-101(Fe) Substances 0.000 claims abstract description 30
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 19
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 13
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 32
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 24
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 claims description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 10
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 10
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 9
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 9
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 9
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 4
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims 16
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 4
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- 239000000047 product Substances 0.000 description 24
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 3
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Images
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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- 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
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- 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
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有金属有机框架结构的Fe/Fe3O4催化剂的制备方法及其产品和应用，即利用MIL‑101(Fe)作为前驱体，经高温还原和钝化处理，在得以保留原MOF材料的八面体骨架结构的同时，利用Fe(0)的持续诱导Fe(Ⅲ)界面生成Fe(Ⅱ)，强化过硫酸盐分解产生大量SO4‑•，提高对水中有机污染物的去除效率。而且该催化剂催化反应前后未破坏其原有骨架结构，具有较好的稳定性，通过还原和钝化处理可以实现磁性催化剂对过硫酸盐更强的活化能力。此外，该催化剂具有磁性可实现粉体催化剂循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法及其产品和应用，可以有效强化过硫酸盐分解产生大量SO4-·，促进有机污染物降解，用于污水处理领域。
背景技术
严重的水污染是当今社会面临的环境恶化的关键问题之一，利用高级氧化技术产生的自由基，可以有效减轻难降解有机污染物对水质的污染。基于硫酸根自由基的新型高级氧化技术，相比较传统的高级氧化技术，产生的SO4-·具有更高的氧化还原电位（2.5~3.1V），更长的半衰期，能去除绝大多数难降解有机污染物。
金属有机骨架材料因其较高的比表面积、可控的孔径、不饱和金属配位点的性质，被认为是过硫酸酸盐活化的优势材料，使其在催化应用领域具有较大应用前景。考虑到铁基材料来源广泛、成本低廉，具有优异的磁分离性能，可减少从溶液中分离和回收催化剂造成的成本等消耗，因此，具有显著的经济和环境效益。四氧化三铁是一种性能优良的异相类Fenton反应催化剂，能催化分解过硫酸盐产生活性自由基物种，易降解废水中生物难降解有机污染物。此外，纳米零价铁引起活化效率高，对环境污染小并且能缓释Fe2+，对降解污染物有更好的促进作用。这类催化剂具有环境友好、易于磁分离且价格低廉等优势，但其催化活性低、氧化利用率不足、有机物降解不彻底等问题而限制其实际应用。因此，本申请专利中提出了一种具有金属有机框架结构的Fe/Fe3O4催化剂的制备及应用，即以MIL-101(Fe)作为模板，使其在高温还原和低温钝化处理，合成的Fe/Fe3O4催化剂保留了MIL-101(Fe)的原始八面体骨架结构，并且具有更多的活性位和较高的氧空位，有效促进电子转移，提高对水中有机污染物的去除。
发明内容
针对目前铁基催化剂催化活性低、氧化利用率不足、有机物降解不彻底等问题，本发明目的在于提供一种具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法。
本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的具有金属有机框架结构的催化剂产品。
本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：一种具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法，所述催化剂为Fe/Fe3O4，利用MIL-101(Fe)作为前驱体，经高温还原和钝化处理，在得以保留原MOF材料的八面体骨架结构的同时，可有效促进过硫酸盐分解而产生大量的SO4-•，提高对水中有机污染物的去除效率；具体包括以下步骤：
（1）首先，在磁力搅拌下，按照一定摩尔比将Fe(NO3)3•6H2O和对苯二甲酸配体分别加入到DMF溶剂中进行溶解，再将对苯二甲酸溶液逐滴滴加至Fe(NO3)3溶液中，控制搅拌和滴加速率，滴加完全后超声处理30min后，继续搅拌1h，待充分混合后将溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，调控反应温度和时间；
（2）待反应结束后自然冷却至室温，利用DMF和无水乙醇对产物进行活化洗涤后，趁热过滤；
（3）最后，将产物置于一定温度的烘箱中干燥一段时间即可得到八面体框架结构的MIL-101(Fe)；
（4）将所得的MIL-101(Fe)粉体材料置于坩埚中于一定温度下的管式炉中进行氢氩还原处理，控制气体流速和反应时间；
（5）待还原反应结束后，切换气体为空气，调整反应温度、时间和气体流速，对产物进行空气钝化处理后即可得到八面体结构的Fe/Fe3O4催化剂。
所述的Fe(NO3)3•6H2O：对苯二甲酸摩尔比为（1~2）：1；。
所述的溶剂热反应温度为120℃，反应时间为12~48h。
所述的干燥温度和时间分别为80℃和12~24h。
所述的氢氩还原温度和时间分别为450~550℃和2h，气体流速100mL/min。
所述的空气钝化温度和时间分别为25~200℃和2h，气体流速100mL/min。
本发明提供一种具有金属有机框架结构的催化剂，所述催化剂为Fe/Fe3O4，其特征在于根据上述任一所述方法制备得到。
本发明提供一种具有金属有机框架结构的催化剂在对过二硫酸钾进行催化降解中作为催化剂的应用。
具有金属有机框架结构的Fe/Fe3O4催化剂的活化过硫酸盐催化降解实验在烧杯中进行，取一定量的Fe/Fe3O4，加入到50ml 50mg/L的RhB溶液中，待搅拌处理1h达到吸附-脱附平衡后，向溶液中加入10mol/L过二硫酸钾进行催化降解30min后取样，离心分离上层清液，测定溶液的TOC值，并计算RhB的矿化率。
采用金属有机框架材料MIL-101(Fe)作为模板，经过高温还原热解和低温钝化，合成了具有八面体金属有机骨架结构的Fe/Fe3O4催化剂，利用Fe(0)的持续诱导Fe(Ⅲ)界面生成Fe(Ⅱ)，强化过硫酸盐分解产生更多的活性自由基，促进电子转移，从而实现有机物快速分解与矿化。本发明具有如下优点：
（1）本发明提出的一种具有金属有机框架结构的Fe/Fe3O4催化剂的制备及应用，采用金属有机框架材料MIL-101(Fe)作为模板，经过高温还原热解和低温钝化，合成了保留有八面体金属有机骨架结构的Fe/Fe3O4催化剂，该催化剂表面具有更多的活性位，能有效促进过硫酸盐分解产生更多的SO4-·，从而实现有机物快速分解与矿化。
（2）本发明提出的Fe/Fe3O4催化剂可以利用Fe(0)的持续诱导Fe(Ⅲ)界面生成Fe(Ⅱ)，强化过硫酸盐分解产生更多的活性自由基，促进电子转移，而且该催化剂具有铁磁性，能实现循环利用。
（3）本发明提出的具有金属有机框架结构的Fe/Fe3O4催化剂的制备方法不仅简单可控，而且孔道结构丰富、稳定性好，活化过硫酸盐效率高，适用于规模化应用。
附图说明
图1是采用本发明制备的MIL-101(Fe)的扫描电子显微镜图；
图2是采用本发明制备的具有金属有机框架结构的Fe/Fe3O4催化剂扫描电子显微镜图。
具体实施方式
通过实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种具有金属有机框架结构的催化剂，所述催化剂为Fe/Fe3O4，其特征在于，利用MIL-101(Fe)作为前驱体，经高温还原和钝化处理，在得以保留原MOF材料的八面体骨架结构的同时，以促进过硫酸盐分解而产生大量的SO4 -2，提高对水中有机污染物的去除效率，按以下步骤制备：
（1）首先，在磁力搅拌下，按照摩尔比为2:1将Fe(NO3)3·6H2O和对苯二甲酸配体分别加入到DMF溶剂中进行溶解，再将制备的对苯二甲酸溶液逐滴滴加至Fe(NO3)3溶液中，控制搅拌和滴加速率，滴加完全后超声处理30min后，继续搅拌1h，待充分混合后将溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，进行溶剂热反应，120℃反应20h；
（2）待反应结束后自然冷却至室温，利用DMF和无水乙醇对产物进行活化洗涤后，趁热过滤；
（3）将产物置于80℃烘箱中干燥即可得到八面体框架结构的MIL-101(Fe) 粉体，MIL-101(Fe)的扫描电子显微镜图见图1；
（4）将所得的MIL-101(Fe)粉体材料置于坩埚中在管式炉中， 550℃氢氩还原处理2h，控制气体流速100mL/min；
（5）待还原反应结束后，切换气体为空气，调整气体流速100mL/min，对产物在25℃进行空气钝化处理2h后，即可得到八面体结构的Fe/Fe3O4催化剂。具有金属有机框架结构的Fe/Fe3O4催化剂扫描电子显微镜图见图2。
所制备的催化剂对RhB溶液的矿化率为51.7%。
实施例2
一种具有金属有机框架结构的催化剂，与实施例步骤近似，按以下步骤制备：
（1）先在磁力搅拌下，按照摩尔比为1:1将Fe(NO3)3·6H2O和对苯二甲酸配体分别加入到DMF溶剂中进行溶解，再将制备的对苯二甲酸溶液逐滴滴加至Fe(NO3)3溶液中，控制搅拌和滴加速率，滴加完全后超声处理30min后，继续搅拌1h，待充分混合后将溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，进行溶剂热反应，120℃反应24h；
（2）待反应结束后自然冷却至室温，利用DMF和无水乙醇对产物进行活化洗涤后，趁热过滤；
（3）将产物置于80℃的烘箱中干燥一段时间即可得到八面体框架结构的MIL-101(Fe)粉体；
（4）将所得的MIL-101(Fe)粉体材料置于坩埚中，于450℃的管式炉中进行氢氩还原处理2h，控制气体流速100mL/min；
（5）待还原反应结束后，切换气体为空气，调整气体流速为100mL/min，对产物200℃进行空气钝化处理2h后，即可得到八面体结构的Fe/Fe3O4催化剂。
所制备的催化剂对RhB溶液的矿化率为32.1%。
实施例3
一种具有金属有机框架结构的催化剂，与实施例步骤近似，按以下步骤制备：（1）先在磁力搅拌下，按照摩尔比为2:1将Fe(NO3)3·6H2O和对苯二甲酸配体分别加入到DMF溶剂中进行溶解，再将制备的对苯二甲酸溶液逐滴滴加至Fe(NO3)3溶液中，控制搅拌和滴加速率，滴加完全后超声处理30min后，继续搅拌1h，待充分混合后将溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，进行溶剂热反应，调控温度120℃反应20h；
（2）待反应结束后自然冷却至室温，利用DMF和无水乙醇对产物进行活化洗涤后，趁热过滤，得产物；
（3）将产物置于80℃的烘箱中干燥，即可得到八面体框架结构的MIL-101(Fe)粉体；
（4）将所得的MIL-101(Fe)粉体材料置于坩埚中于500℃的管式炉中进行氢氩还原处理2h，控制气体流速为100mL/min；
（5）待还原反应结束后，切换气体为空气，调整气体流速分别为100mL/min，对产物在60℃进行空气钝化处理2h后，即可得到八面体结构的Fe/Fe3O4催化剂。
所制备的催化剂对RhB溶液的矿化率为67.3%。
实施例4
一种具有金属有机框架结构的催化剂，与实施例步骤近似，按以下步骤制备：（1）先在磁力搅拌下，按照摩尔比为1:1将Fe(NO3)3·6H2O和对苯二甲酸配体分别加入到DMF溶剂中进行溶解，再将制备的对苯二甲酸溶液逐滴滴加至Fe(NO3)3溶液中，控制搅拌和滴加速率，滴加完全后超声处理30min后，继续搅拌1h，待充分混合后将溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，进行溶剂热反应，在120℃反应48h；
（2）待反应结束后自然冷却至室温，利用DMF和无水乙醇对产物进行活化洗涤后，趁热过滤；
（3）将产物置于80℃的烘箱中干燥即可得到八面体框架结构的MIL-101(Fe)粉体；
（4）将所得的MIL-101(Fe)粉体材料置于坩埚中于500℃的管式炉中进行氢氩还原处理2h，控制气体流速为100mL/min；
（5）待还原反应结束后，切换气体为空气，调整气体流速为100mL/min，对产物100℃进行空气钝化处理2h后，即可得到八面体结构的Fe/Fe3O4催化剂。
所制备的催化剂对RhB溶液的矿化率为40.1%。
Claims (9)
1.一种具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法，所述催化剂为Fe/Fe3O4，其特征在于，利用MIL-101(Fe)作为前驱体，经高温还原和钝化处理，在得以保留原MOF材料的八面体骨架结构的同时，以促进过硫酸盐分解而产生大量的SO4 -2，提高对水中有机污染物的去除效率，包括以下步骤：
（1）在磁力搅拌下，将Fe(NO3)3·6H2O和对苯二甲酸分别加入到DMF溶剂中进行溶解，所述的Fe(NO3)3·6H2O：对苯二甲酸摩尔比为（1~2）：1；再将对苯二甲酸溶液逐滴滴加至Fe(NO3)3溶液中，控制搅拌和滴加速率，滴加完全后超声处理30min后，继续搅拌1h，将充分混合溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，进行溶剂热反应；
（2）待反应结束后自然冷却至室温，利用DMF和无水乙醇对产物进行活化洗涤后，趁热过滤；
（3）最后，将产物置于烘箱中干燥，即可得到八面体框架结构的MIL-101(Fe) 粉体；
（4）将所得的MIL-101(Fe)粉体材料置于坩埚中在管式炉中，450~550℃氢氩还原处理2h，气体流速100mL/min；
（5）待还原反应结束后，切换气体为空气，气体流速100mL/min，对产物在25~200℃进行空气钝化处理2h后，即可得到八面体结构的Fe/Fe3O4催化剂。
2.根据权利要求1中所述的具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法，其特征在于，所述的溶剂热反应温度为120℃，反应时间为12~48h。
3.根据权利要求1中所述的具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法，其特征在于所述的干燥温度和时间分别为80℃和12~24h。
4.根据权利要求1至3任一项所述的具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：
（1）首先，在磁力搅拌下，按照摩尔比为2:1将Fe(NO3)3·6H2O和对苯二甲酸配体分别加入到DMF溶剂中进行溶解，再将制备的对苯二甲酸溶液逐滴滴加至Fe(NO3)3溶液中，控制搅拌和滴加速率，滴加完全后超声处理30min后，继续搅拌1h，待充分混合后将溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，进行溶剂热反应，120℃反应20h；
（2）待反应结束后自然冷却至室温，利用DMF和无水乙醇对产物进行活化洗涤后，趁热过滤；
（3）将产物置于80℃烘箱中干燥即可得到八面体框架结构的MIL-101(Fe) 粉体；
（4）将所得的MIL-101(Fe)粉体材料置于坩埚中在管式炉中， 550℃氢氩还原处理2h，控制气体流速100mL/min；
（5）待还原反应结束后，切换气体为空气，调整气体流速100mL/min，对产物在25℃进行空气钝化处理2h后，即可得到八面体结构的Fe/Fe3O4催化剂。
5.根据权利要求1至3任一项所述的具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：
（1）先在磁力搅拌下，按照摩尔比为1:1将Fe(NO3)3·6H2O和对苯二甲酸配体分别加入到DMF溶剂中进行溶解，再将制备的对苯二甲酸溶液逐滴滴加至Fe(NO3)3溶液中，控制搅拌和滴加速率，滴加完全后超声处理30min后，继续搅拌1h，待充分混合后将溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，进行溶剂热反应，120℃反应24h；
（2）待反应结束后自然冷却至室温，利用DMF和无水乙醇对产物进行活化洗涤后，趁热过滤；
（3）将产物置于80℃的烘箱中干燥一段时间即可得到八面体框架结构的MIL-101(Fe)粉体；
（4）将所得的MIL-101(Fe)粉体材料置于坩埚中，于450℃的管式炉中进行氢氩还原处理2h，控制气体流速100mL/min；
（5）待还原反应结束后，切换气体为空气，调整气体流速为100mL/min，对产物200℃进行空气钝化处理2h后，即可得到八面体结构的Fe/Fe3O4催化剂。
6.根据权利要求1至3任一项所述的具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：
（1）先在磁力搅拌下，按照摩尔比为2:1将Fe(NO3)3·6H2O和对苯二甲酸配体分别加入到DMF溶剂中进行溶解，再将制备的对苯二甲酸溶液逐滴滴加至Fe(NO3)3溶液中，控制搅拌和滴加速率，滴加完全后超声处理30min后，继续搅拌1h，待充分混合后将溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，进行溶剂热反应，调控温度120℃反应20h；
（2）待反应结束后自然冷却至室温，利用DMF和无水乙醇对产物进行活化洗涤后，趁热过滤，得产物；
（3）将产物置于80℃的烘箱中干燥，即可得到八面体框架结构的MIL-101(Fe)粉体；
（4）将所得的MIL-101(Fe)粉体材料置于坩埚中于500℃的管式炉中进行氢氩还原处理2h，控制气体流速为100mL/min；
（5）待还原反应结束后，切换气体为空气，调整气体流速分别为100mL/min，对产物在60℃进行空气钝化处理2h后，即可得到八面体结构的Fe/Fe3O4催化剂。
7.根据权利要求1至3任一项所述的具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：
（1）先在磁力搅拌下，按照摩尔比为1:1将Fe(NO3)3·6H2O和对苯二甲酸配体分别加入到DMF溶剂中进行溶解，再将制备的对苯二甲酸溶液逐滴滴加至Fe(NO3)3溶液中，控制搅拌和滴加速率，滴加完全后超声处理30min后，继续搅拌1h，待充分混合后将溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，进行溶剂热反应，在120℃反应48h；
（2）待反应结束后自然冷却至室温，利用DMF和无水乙醇对产物进行活化洗涤后，趁热过滤；
（3）将产物置于80℃的烘箱中干燥即可得到八面体框架结构的MIL-101(Fe)粉体；
（4）将所得的MIL-101(Fe)粉体材料置于坩埚中于500℃的管式炉中进行氢氩还原处理2h，控制气体流速为100mL/min；
（5）待还原反应结束后，切换气体为空气，调整气体流速为100mL/min，对产物100℃进行空气钝化处理2h后，即可得到八面体结构的Fe/Fe3O4催化剂。
8.一种具有金属有机框架结构的催化剂，所述催化剂为Fe/Fe3O4，其特征在于根据权利要求1-8任一所述方法制备得到。
9.一种根据权利要求7所述具有金属有机框架结构的催化剂在对过二硫酸钾进行催化降解中作为催化剂的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111349418.XA CN114011410A (zh) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | 一种具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法及其产品和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111349418.XA CN114011410A (zh) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | 一种具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法及其产品和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114011410A true CN114011410A (zh) | 2022-02-08 |
Family
ID=80064470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111349418.XA Pending CN114011410A (zh) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | 一种具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法及其产品和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114011410A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115069219A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-20 | 太原理工大学 | 一种用于吸附水中硝酸盐的MIL-101(Fe)及其制备方法与应用 |
| CN115414957A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-02 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种MOF衍生的核壳结构的Fe-N-C@二氧化硅催化剂的制备及产品和应用 |
| CN116328809A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-06-27 | 国纳之星(上海)纳米科技发展有限公司 | 双金属基ZIF衍生的Zn-Fe-N/C过硫酸盐活化剂的制备方法及其产品和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111359580A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-07-03 | 华东理工大学 | 一种多孔结构的碳铁复合材料的制备方法及应用 |
| CN112007644A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-01 | 佛山经纬纳科环境科技有限公司 | 基于盐模板法回收芬顿污泥制备二维Fe/Fe3O4光催化剂的方法 |
| CN113457702A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-01 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种Fe/Fe3C微纳米MOFs多相催化剂 |
-
2021
- 2021-11-15 CN CN202111349418.XA patent/CN114011410A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111359580A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-07-03 | 华东理工大学 | 一种多孔结构的碳铁复合材料的制备方法及应用 |
| CN112007644A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-01 | 佛山经纬纳科环境科技有限公司 | 基于盐模板法回收芬顿污泥制备二维Fe/Fe3O4光催化剂的方法 |
| CN113457702A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-01 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种Fe/Fe3C微纳米MOFs多相催化剂 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115069219A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-20 | 太原理工大学 | 一种用于吸附水中硝酸盐的MIL-101(Fe)及其制备方法与应用 |
| CN115069219B (zh) * | 2022-06-28 | 2024-04-02 | 太原理工大学 | 一种用于吸附水中硝酸盐的MIL-101(Fe)及其制备方法与应用 |
| CN115414957A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-02 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种MOF衍生的核壳结构的Fe-N-C@二氧化硅催化剂的制备及产品和应用 |
| CN116328809A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-06-27 | 国纳之星(上海)纳米科技发展有限公司 | 双金属基ZIF衍生的Zn-Fe-N/C过硫酸盐活化剂的制备方法及其产品和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114011410A (zh) | 一种具有金属有机框架结构的催化剂的制备方法及其产品和应用 | |
| CN109675581B (zh) | 铁锰双金属氧化物改性生物炭光芬顿复合材料及其制备方法 | |
| CN110342477B (zh) | 一种氧掺杂多孔氮化碳纳米片及其制备方法 | |
| CN113908878B (zh) | 一种双金属普鲁士蓝类似物催化剂的制备方法及应用 | |
| CN111774095B (zh) | 以活性氧化铝为基体的FeNiY-MOF复合过一硫酸盐活化剂的制备及产品和应用 | |
| CN108246334B (zh) | 一种功能化三元复合光催化材料及其制备方法与用途 | |
| CN111437846A (zh) | 一种多孔CoO/CoP纳米管及其制备方法和应用 | |
| CN112495401A (zh) | 一种Mo掺杂MoO3@ZnIn2S4 Z体系光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN110756203A (zh) | 一种Ni2P/Mn0.3Cd0.7S光催化分解水复合催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN106732796A (zh) | 一种高效还原co2的共价有机聚合物可见光光催化剂 | |
| CN112537783A (zh) | 一种W18O49修饰的g-C3N4材料在光催化固氮中的应用 | |
| CN113952955A (zh) | 一种水铁矿衍生的CoO/CoFe2O4异质结过二硫酸盐催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN115090289A (zh) | 一种新型钙钛矿原位生长FeCo-MOFs衍生纳米碳微波催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109395759B (zh) | 一种具有核壳结构的Fe3C纳米粒子及其制备方法和应用 | |
| CN109607499B (zh) | 一种边际氮空位g-C3N4光催化剂及其制备方法 | |
| CN113636734B (zh) | 一种载铁掺氮复合碳材料联合热水解预处理强化剩余污泥厌氧消化产甲烷效能的方法 | |
| CN113351218B (zh) | 一种Cu2O/BiFeO3复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN113731416A (zh) | 一种局域酸位点改性的单原子催化剂、制备方法及其应用 | |
| CN110449159A (zh) | 一种芬顿催化剂Fe3O4-CeO2/AC及其制备方法和应用 | |
| CN114950437B (zh) | 负载型Cu-Co双金属基ZIF衍生的Cu/Co-C臭氧催化剂的制备及产品和应用 | |
| CN114177911B (zh) | 碳载多金属氧化物催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN113457702A (zh) | 一种Fe/Fe3C微纳米MOFs多相催化剂 | |
| CN112871174A (zh) | 一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法及其应用 | |
| CN113769771A (zh) | 污水处理用石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN111825201A (zh) | 一种用于工业废水处理的自适应液体芬顿反应催化剂的制备方法和应用 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220208 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |