[发明专利]一种纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种g‑C₃N₄/NH₂‑MIL‑125(Ti)纳米复合材料及其制备方法，涉及去除铀酰离子材料制备领域，包括制备中间体NH₂‑MIL‑125(Ti)、H‑g‑C₃N₄、B‑g‑C₃N₄，最终制得g‑C₃N₄/NH₂‑MIL‑125(Ti)纳米复合材料。本发明首次利用B‑g‑C₃N₄并与氨基化NH₂‑MIL‑125(Ti)材料通过形成酰胺键合成异质结光催化复合材料，将光生电子与空穴进行有效地分离，进而提升其光催化还原U(VI)为U(IV)的性能；其次，B‑g‑C₃N₄质量比1％时，复合材料通过吸附与光催化协同机制对于放射性铀酰离子进行有效去除，提高对U(VI)的去除率。

技术领域

本发明涉及去除铀酰离子材料制备领域，尤其涉及一种g-C₃N₄/NH₂-MIL-125(Ti)纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

在当前经济快速发展的时代下，由于传统不可再生资源如矿石、煤燃料日渐枯竭，人类将会在不久的未来面临着严重的能源枯竭。地球上海水的面积与容量分别占全球总面积和容量的71％和95％以上，而海水中除了有大量石油以外，还存在着大量的铀酰离子，若能将其富集、回收并加以利用等，这将会给我们解决能源枯竭问题，找到一条新的解决途径。随着人类对核能进行不断地利用，其带来的环境污染危害问题也逐渐的突显出来，尤其是放射性污染问题尤为突出。如果不加以改善，人类社会将无法保持长久的发展。随着铀矿等不断开采，含铀废水等污染问题，并且采用传统的处理方法已经很难将其彻底地去除。因此，如果能开发一种新的解决技术，将水体中的铀酰离子进行去除，从而实现污染治理等目的，这样不仅有利于解决环境污染的问题，同时也有利于缓解能源危机。

有机金属框架(Metal organic framework，MOF)，具有比表面积大、尺寸小、形貌均一且合成方法简易等特点，广泛地应用于大气污染治理、电催化产氧、产氢、光催化还原重金属Cr(VI)和吸附放射性重金属铀酰离子等领域，在2013年，Lin课题组首次将氨基otpdc和含有正交磷素的基团TPDC桥接配体中合成UiO-68型号的MOF材料对于模拟海水中的铀酰进行吸附去除的相关研究，实验结果表明该MOF材料能达到217mg/g的最大吸附容量，从DFT理论计算数据，可证实每两个磷酰脲基与一个铀酰离子进行连接。在2015年，Shi课题组分别对于氨基(-NH₂)、乙二胺(ED)、二乙基三胺(DETA)等不同配体分别对于MIL-101的MOF材料进行修饰，从而对于这几种含有氨基的基团与铀酰离子发生吸附，其去除性能影响进行科学地探索，其数据结果表明MIL-101-DETA相对于MIL-101-NH₂和MIL-101-ED等材料来说，其吸附量较大，验证了随着-NH₂含量的增加，更利于对铀酰离子发生吸附作用。