[发明专利]一种金属有机框架材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种金属有机框架材料及其制备方法和应用，所述金属有机框架材料的制备方法采用快速加入NaBH₄固体到金属盐水溶液并超声一定时间，可高效构筑无定型的纳米棒状前驱体，使用其所构筑的MOF在催化降解氧氟沙星领域有很优异的表现。

技术领域

本发明属于纳米合金催化剂技术领域，尤其涉及一种金属有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着医学的发展，抗生素等药物已广泛应用于动植物养殖、人类相关疾病治疗等方面并且取得了很好的效果。但是，抗生素的不完全吸收、药物滥用、相关污水不合理排放等会导致抗生素在环境及生物体内过量残留，是目前威胁生物体健康的原因之一，更为严重的是，抗生素的残留会导致耐药细菌的产生，这会增加未来疾病治疗的难度。因此，控制抗生素的排放并消除环境中残留的抗生素对于生态环境及生物体的健康、可持续发展具有重要意义。目前，我们国家把废弃药品及其包装列入到有害垃圾的范围以减少药物向环境中排放。此外，环境中残存抗生素的移除技术研发是目前的研究热点。由于具有降解效率高、快速等优点，基于过硫酸盐的新型氧化技术(AOP)受到了广泛关注并取得了一定的进展，开发快速、稳定、高性能的催化剂是目前不断追求的目标。

由于具有丰富及可调控的结构、孔道尺寸及性能，高维多孔材料金属有机框架材料(MOFs)在催化领域表现出了很好的性能，得益于其丰富的孔道可进行客体分子的富集，及高分散的活性位点，MOF可实现污染物的快速、高效的降解，因此，相关研究主要围绕多金属MOF、缺陷MOF、MOF核壳结构等的构筑及催化性质开展。目前，MOF材料在基于过硫酸盐的新型氧化技术降解抗生素领域研究还很少，但在降解有机污染物领域已开展了较多的研究，这些研究对于抗生素相关研究的开展具有重要借鉴意义。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一个方面提出一种金属有机框架材料的制备方法。

本发明的第二个方面提出了一种所述的金属有机框架材料的制备方法制得的金属有机框架材料。

本发明的第三个方面提出了一种所述的金属有机框架材料的应用。

根据本发明的第一个方面，提出了一种金属有机框架材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将NaBH₄固体加入金属盐水溶液，超声后得金属氧化物前驱体；

S2：将金属氧化物前驱体和二羧酸配体分散于有机溶液中，加入碱液，反应后得沉淀，即金属有机框架材料。

本发明中，将NaBH₄固体加入到金属盐水溶液并超声，可高效构筑无定型的纳米棒状前驱体，使用其构筑MOF材料，能提高材料的稳定性，减少催化剂使用后其金属离子的溶解含量，同时，所合成的MOF材料继承了前驱体的一定形貌，其合成更为可控。

在本发明的一些实施方式中，所述NaBH₄固体与所述金属盐水溶液的质量浓度比为(0.01～0.1)g:250ppm。

在本发明的一些优选的实施方式中，S1中，所述NaBH₄固体加入为一次性加入。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述金属氧化物前驱体与所述二羧酸配体的质量比为(0.8～5):4。

在本发明的一些更优选的实施方式中，S2中，加入所述碱液调节pH至8～14。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述金属有机框架材料的制备方法还包括对S2中所述沉淀进行纯化的步骤；优选地，所述纯化包括将所述沉淀用低级醇进行活化。该纯化处理能使得填充于金属有机框架材料多孔的有机溶剂被低沸点的低级醇置换出来，从而有利于金属有机框架材料孔道中溶剂的去除，得到骨架空旷的金属有机框架材料。