[发明专利]稀土钕金属-有机框架光催化材料及其制备方法以及应用

权利要求书

1.一种稀土钕金属-有机框架光催化材料，其特征在于，所述稀土钕金属-有机框架光催化材料的分子式为：{[Nd³⁺(L^2-)_1.5(DMF)(H₂O)₂](DMF)}_n，其中，所述L^2-为2,2'-联吡啶-4,4'-二羧酸脱去两个质子后的基团，所述DMF为N,N-二甲基甲酰胺，所述n为正整数；

其中，所述稀土钕金属-有机框架光催化材料的配位方式满足以下条件：Nd³⁺离子存在于配位环境中，Nd³⁺为扭曲的八面体配位构型；每个Nd(III)离子都与八个氧原子配位，其中五个氧原子来自L^2-配体，另一个氧原子来自DMF分子，最后两个氧原子来自水分子；所述稀土钕金属-有机框架光催化材料的晶型满足以下条件：三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数分别为：α＝66.871(4)°，β＝86.933(4)°，γ＝76.249(5)°。

2.一种如权利要求1所述的稀土钕金属-有机框架光催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：以N,N-二甲基甲酰胺与水的混合溶液为溶剂体系中，将钕盐、H₂L、4,4'-双(1H-咪唑-1-取代)-1,1'-联苯进行配位反应以制得所述稀土钕金属-有机框架光催化材料；其中，所述H₂L为2,2'-联吡啶-4,4'-二羧酸。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述配位反应至少满足以下条件：反应温度为55-65℃，反应时间为48-60h。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其中，相对于0.1mmol的所述钕盐，所述溶剂体系的用量为4-6mL；

其中，所述钕盐、H₂L、4,4'-双(1H-咪唑-1-取代)-1,1'-联苯的摩尔比为10：1-2：0.8-1.2，所述N,N-二甲基甲酰胺与水的体积比为1：2.5-3.5。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述钕盐、H₂L、4,4'-双(1H-咪唑-1-取代)-1,1'-联苯的摩尔比为10：1.5-1.7：0.9-1.1，所述N,N-二甲基甲酰胺与水的体积比为1：2.9-3.1。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述钕盐为Nd(NO₃)₃·6H₂O、Nd(CH₃COO)₃、Nd₂(SO₄)₃·8H₂O和NdCl₃·6H₂O的至少一者。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在所述配位反应之前，所述制备方法还包括添料工序，具体为：首先添加所述钕盐、H₂L、4,4'-双(1H-咪唑-1-取代)-1,1'-联苯，然后添加所述溶剂体系，最后在25-30℃下超声震荡3-8min。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在所述配位反应之后，所述制备方法还包括后处理工序，具体为：将反应体系自然冷却至30-35℃，接着进行固液分离，然后将母液多次洗涤固液分离所得到的固体，再于25-30℃下自然干燥得到浅紫色立方晶体，即所述稀土钕金属-有机框架光催化材料。

9.一种如权利要求1所述的稀土钕金属-有机框架光催化材料在光催化降解罗丹明B染料中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其中，光催化降解的具体步骤为：先将所述稀土钕金属-有机框架光催化材料与罗丹明B染料溶液于阴暗的条件下搅拌0.5-1h，接着在紫外线存在的条件下进行降解反应3-4h。

11.根据权利要求9所述的应用，其中，相对于30mL的所述罗丹明B 染料溶液，所述稀土钕金属-有机框架光催化材料的用量为15-20mg。