[发明专利]钴离子掺杂金属有机骨架材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钴离子掺杂金属有机骨架材料及其制备方法，该钴离子掺杂金属有机骨架材料包含钴离子和UiO‑66（Zr），钴离子掺杂在UiO‑66（Zr）中。其制备方法包括以下步骤：将氯化锆、对苯二甲酸、六水合氯化钴和有机溶剂混合，搅拌，得到前驱体溶液；将前驱体溶液进行水热反应，得到钴离子掺杂金属有机骨架材料。本发明钴离子掺杂金属有机骨架材料具有比表面积大、分散性好、稳定性好、吸附性能好、光催化性能好等优点，能够实现对抗生素的高效吸附以及对抗生素的高效降解，具有较好的应用前景。本发明钴离子掺杂金属有机骨架材料的制备方法具有操作方便、合成简单、原料种类少、成本低、产量高等优点，适合于大规模的制备。

技术领域

本发明属于复合材料领域，涉及一种金属有机骨架材料，具体涉及一种钴离子掺杂金属有机骨架材料及其制备方法。

背景技术

金属有机骨架（MOFs）是一类由金属离子或离子簇与有机配体通过自组装形成的高度结晶的多孔性材料。相比无机材料，MOFs具有超高的孔隙率和比表面积，同时MOFs具有结构多样性和可设计性使其在吸附以及光催化领域有着很大的潜力。UiO-66（Zr）作为一类较为稳定的MOFs，因其优异的热稳定性和水稳定性而受到广泛关注，但是UiO-66（Zr）仍然存在吸附性能差、光催化活性不好等问题。另外，现有合成UiO-66（Zr）的过程往往较为复杂且产量较低，难以低成本、大规模的生产UiO-66（Zr）材料。因此，如何全面改善现有UiO-66（Zr）中存在的问题和不足，获得一种稳定性能好、吸附性能好、光催化性能好的UiO-66（Zr）材料以及获得一种操作方便、合成简单、原料种类少、成本低、产量高的UiO-66（Zr）材料的制备方法，对于提高UiO-66（Zr）材料在废水处理中的应用范围具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种稳定性好、吸附性能好、光催化性能好的钴离子掺杂金属有机骨架材料，还提供了一种操作方便、合成简单、原料种类少、成本低、产量高的钴离子掺杂金属有机骨架材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种钴离子掺杂金属有机骨架材料，包含钴离子和UiO-66（Zr）；所述钴离子掺杂在UiO-66（Zr）中。

上述的钴离子掺杂金属有机骨架材料，进一步改进的，所述钴离子掺杂金属有机骨架材料的比表面积为815.178 m²/g～1024.709 m²/g。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的钴离子掺杂金属有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将氯化锆、对苯二甲酸、六水合氯化钴和有机溶剂混合，搅拌，得到前驱体溶液；

S2、将步骤S1中的前驱体溶液进行水热反应，得到钴离子掺杂金属有机骨架材料。

上述的制备方法，进一步改进的，所述六水合氯化钴与氯化锆的摩尔比为1∶1～8。

上述的制备方法，进一步改进的，所述氯化锆、对苯二甲酸和有机溶剂的摩尔比为1∶1∶162。

上述的制备方法，进一步改进的，所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺。

上述的制备方法，进一步改进的，步骤S1中，所述搅拌的转速为300 r/min～400r/min；所述搅拌的时间为1h。

上述的制备方法，进一步改进的，步骤S2中，所述水热反应的温度为120℃；所述水热反应的时间为24h。

上述的制备方法，进一步改进的，步骤S2中，所述水热反应完成后还包括以下步骤：对水热反应完成后得到的反应产物进行离心、洗涤和干燥。

上述的制备方法，进一步改进的，所述离心的转速为3000 r/min～5000 r/min。