[发明专利]磷酸银/金属有机骨架复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磷酸银/金属有机骨架复合材料及其制备方法和应用，该复合材料包含磷酸银和MIL‑53（Fe），磷酸银掺杂在MIL‑53（Fe）中。其制备方法包括将MIL‑53（Fe）分散于水溶液中，超声，得到含MIL‑53（Fe）的分散液；往含MIL‑53（Fe）的分散液中依次加入Ag⁺和PO₄^3‑，搅拌，得到磷酸银/金属有机骨架复合材料。本发明磷酸银/金属有机骨架复合材料具有比表面积大、分散性好、稳定性好、光催化性能好等优点，其制备方法具有操作简单、原料种类少、成本低等优点，适合于大规模的制备。本发明复合材料能够用于处理抗生素废水，能够实现对抗生素的高效去除，具有较好的应用前景。

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复合材料，具体涉及一种磷酸银/金属有机骨架复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

金属有机骨架（MOFs）通过无机金属中心离子或金属簇与有机配体通过化学键自组装结合而成，形成了一种孔隙度高、比表面积大、孔尺寸和形状可调以及易功能化的多孔功能性材料，广泛应用于传感、气体储存与分离、光催化等方面。MOFs材料在光照射时可以吸收光线，展现出半导体的性能，使其成为一种有潜力的光催化剂。其中，MIL-53（Fe）作为一种铁基金属有机骨架材料，具有制备原料价格低廉、绿色无毒等优点，并由于其具有可见光响应，因而被应用于光催化方面。但是，由于MIL-53（Fe）存在电子空穴快速重组、光捕获能力差、稳定性不高等问题，导致其光催化活性较差，从而限制了MIL-53（Fe）在光催化领域的广泛应用。因此，亟需提高MIL-53（Fe）的光催化活性。

目前，常用的方法是采用半导体复合来提高MIL-53（Fe）的光催化性能。磷酸银作为一种半导体材料，在实际应用中存在以下问题：（1）磷酸银微溶于水，极大地降低了它在光催化过程中的结构稳定性，存在容易团聚的问题；（2）无牺牲试剂存在的条件下，磷酸银存在光稳定性差的问题，容易产生光腐蚀现象，且磷酸银光腐蚀产生的黑色银单质会附着在磷酸银颗粒的表面，从而会阻止对可见光的吸收，降低光催化性能。

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、光催化性能好的磷酸银/金属有机骨架复合材料，还提供了一种操作简单、原料种类少、成本低的磷酸银/金属有机骨架复合材料的制备方法以及该磷酸银/金属有机骨架复合材料在处理抗生素废水中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种磷酸银/金属有机骨架复合材料，包含磷酸银和MIL-53（Fe）；所述磷酸银掺杂在MIL-53（Fe）中。

上述的磷酸银/金属有机骨架复合材料，进一步改进的，所述磷酸银与MIL-53（Fe）的摩尔比为1∶1～5。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的磷酸银/金属有机骨架复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、MIL-53（Fe）分散于水溶液中，超声，得到含MIL-53（Fe）的分散液；

S2、往步骤S1中得到的含MIL-53（Fe）的分散液中依次加入Ag⁺和PO₄^3-，搅拌，得到磷酸银/金属有机骨架复合材料。

上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S2具体为：在暗处、温度为25℃～45℃和转速为300r/min～500r/min的条件下，往步骤S1中得到的含MIL-53（Fe）的分散液中加入Ag⁺，搅拌30min～60min，加入PO₄^3-，搅拌10h～15 h，得到磷酸银/金属有机骨架复合材料。

上述的制备方法，进一步改进的，步骤S1中，所述超声的时间为30min～60min。