[发明专利]一种纳米二氧化钛和金属有机骨架复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种纳米二氧化钛和金属有机骨架复合材料及其制备方法，主要由以下组分按照以下组分制备而成：粒径为3‑5nm的TiO₂：水：冰醋酸：锆盐：2‑氨基对苯二甲酸＝0.1‑0.6g：20‑40mL：10‑30mL：5‑10mmol：5‑10mmol。得到的纳米二氧化钛和金属有机骨架复合材料(TiO₂@UiO‑66‑NH₂复合材料)具有高的比表面积，具有高达1050m²/g的比表面积，远高于一般TiO₂的比表面积，对气体分子能够起到富集作用，利于客体分子的吸附；非常高的结晶度，为均相结构而非物理混合，未出现相分离现象。

技术领域

本发明涉及一种纳米二氧化钛和金属有机骨架复合材料及其制备方法。

背景技术

纳米二氧化钛(TiO₂)由于成本低廉、原料来源广泛成为常用的光催化剂，能够降解甲醛、分解VOC，被用作光触媒喷雾和光催化涂料当中。然而纳米TiO₂由于具有高的禁带宽度(3.2eV)，仅仅能利用紫外光，对可见光的利用率比较低，并且纳米TiO₂为实心球体，具有较低的比表面积，与反应底物接触面积小，其光催化效率具有进一步提升的潜力。

发明内容

本发明提供一种纳米二氧化钛和金属有机骨架复合材料及其制备方法，本发明的纳米二氧化钛和金属有机骨架复合材料不仅可以缩短TiO₂与客体分子之间的距离、增大有效接触面积，更可以增加对可见光的利用率，使之成为更加高效的吸附光催化材料。

本发明通过以下技术方案实现：

一种纳米二氧化钛和金属有机骨架复合材料，主要由以下组分按照以下组分制备而成：

粒径为3-5nm的TiO₂：水：冰醋酸：锆盐：2-氨基对苯二甲酸＝0.1-0.6g：20-40mL：10-30mL：5-10mmol：5-10mmol。

进一步地，所述的锆盐为八水氧氯化锆、四氯化锆、氯化锆、六水氧氯化锆或者硝酸锆。

一种用于制备所述的纳米二氧化钛和金属有机骨架复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、将0.1-0.6g的粒径为3-5nm的TiO₂分散在20-40mL水中，然后加入10-30mL冰醋酸，接着在300-500rpm下搅拌2-5min；

二、然后加入锆盐和2-氨基对苯二甲酸各5-10mmol，然后在温度为50-100℃的转速为300-500rpm下搅拌6-24h，然后洗涤、干燥，即得到所述的纳米二氧化钛和金属有机骨架复合材料。

步骤二中洗涤用水洗或者乙醇。

原理如下：

3-5nm的TiO₂能够很好的分散在水中，将其原位地添加到UiO-66-NH₂的合成液中时，能够长入UiO-66-NH₂的结构中，或者TiO₂的表面与UiO-66-NH₂的配体相互作用，生长在UiO-66-NH₂的表面，得到是纯相的复合材料。

较之前的现有技术，本发明具有以下有益效果：

得到的纳米二氧化钛和金属有机骨架复合材料(TiO₂@UiO-66-NH₂复合材料)具有高的比表面积，具有高达1050m²/g的比表面积，远高于一般TiO₂的比表面积，对气体分子能够起到富集作用，利于客体分子的吸附；非常高的结晶度，为均相结构而非物理混合，未出现相分离现象。