【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机和材料化学科学领域；尤其涉及一种用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料及其制备方法。
技术介绍
1、由于纺织、印刷、皮革、化妆品等工业的迅猛发展，由此产生的染料废水对环境和人类健康造成极大威胁。印染废水具有水量大、有机污染物含量高等特点，是难处理的工业废水之一。近年来，大量研究尝试了通过催化降解从水中去除有机染料的新工艺，如臭氧氧化、光催化、超声和生物降解等。在众多方法中，基于硫酸根自由基(so4·-)的高级氧化工艺是近年来被提出的一种能有效且快速去除水中有机污染物的新型水处理技术。与羟基自由基(·oh)相比，硫酸根自由基在中性条件下具有更高的氧化还原电位(e·oh0＝1.8–2.7v，eso4·-0＝2.5–3.1v)和更长的半衰期(tso4·-≈4s，t·oh≈10-9s)，因此，对目标污染物的选择性更好，在水中的稳定性也更高。通常，so4·-可通过活化过氧单硫酸盐(pms)和过硫酸盐生成，由于分子结构和键的解离能差异，与过硫酸盐相比，pms更容易被活化。因此，设计和制备高效的pms催化剂对染料废水的有效处理具有重要意义。
2、金属有机框架(mofs)由无机节点(金属离子或簇)和有机配体构筑而成，具有大的比表面积，超高孔隙率和材料设计多样性。mofs因其结构和功能的可调节性及固有或修饰后表现出的催化活性而广泛用于非均相催化。anipsitakis等人研究并得出了不同过渡金属对pms活化的效果为：co2+>fe2+>mn2+>fe3+。基于上述过渡金属合成的m
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供了一种用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料及其制备方法。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术涉及一种用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料，该材料为晶体材料，化学式为[co(μ6-odip)0.5(μ2-oh2)0.5(h2o)2]n；其中，式中odip为h4odip的负四价阴离子配体，h4odip为5,5'-二苯醚间苯二甲酸；μn指配体桥联金属离子的个数，μ6-odip表示odip配体桥联金属离子的个数为6，μ2-oh2表示h2o分子桥联金属离子的个数为2；
4、其中odip结构式(i)如下：
5、
6、优选地，所述金属有机框架材料为单斜晶系c2/c空间群，晶胞参数为：α＝90°，β＝112.70(2)°，γ＝90°，分子式为c8h8coo7。
7、优选地，所述金属有机框架材料中含有不对称单元，其中，不对称单元中含有一个co2+离子，一个完全去质子的μ6-odip配体，二分之一桥连h2o分子和两个端位配位的h2o分子。
8、优选地，所述金属有机框架含有双核钴簇单元，双核钴簇通过odip配位延伸形成具有一维孔道的三维框架结构，孔隙率为19.5％；所述金属有机框架为单节点4-连接的三维网络结构，拓扑符号为(66)-dia。
9、第二方面，本专利技术还涉及前述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料的制备方法，包括如下步骤：在密封条件下，将六水合硝酸钴和5,5'-二苯醚间苯二甲酸溶于混合溶剂中，通过溶剂热方法反应后得到。
10、优选地，所述六水合硝酸钴和5,5'-二苯醚间苯二甲酸的摩尔比为4:1，所述混合溶剂体积比为乙腈:水为3:1。
11、优选地，所述反应的温度为135℃，反应的时间为72h；反应结束后，将反应混合物以8℃/h的速度冷却到室温，过滤清洗后得到粉色块状晶体。
12、第三方面，本专利技术还涉及前述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料的应用，该钴基金属有机框架材料作为新型多相催化剂有效活化过氧单硫酸盐快速降解水中的亚甲基蓝及在染料废水无害化处理领域的应用。
13、所述用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料的制备方法，具有优良的水稳定性和热稳定性且耐酸碱。
14、本专利技术具有以下优点：
15、(1)本专利技术用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料，使用的co2+离子可变价，合成的钴基金属有机框架材料能够在高级氧化工艺过程中通过电子转移有效催化过氧单硫酸盐产生so4·-，从而实现对水中亚甲基蓝的快速降解。
16、(2)本专利技术使用的原料之一5,5'-二苯醚间苯二甲酸配体，醚氧基和丰富的羧基有利于构筑结构独特且含有金属簇结构的金属有机框架，从而提升材料的稳定性。
17、(3)本专利技术使用六水合硝酸钴和5,5'-二苯醚间苯二甲酸配体制备得到具有双核钴簇单元和一维孔道结构的新颖三维金属有机框架材料。
18、(4)本专利技术用于亚甲基蓝快速降解的金属有机框架材料，可作为新型多相催化剂有效活化过氧单硫酸盐快速降解水中的亚甲基蓝，在8分钟内对亚甲基蓝的降解率可以达到97％以上，在染料废水的无害化处理领域具有广阔的应用前景。
19、(5)本专利技术所述金属有机框架材料制备工艺简单、操作简便、安全、成本低；材料具有良好水稳定性和热稳定性且耐酸碱。
20、(6)本专利技术方法制备得到的所述金属有机框架材料为一种水稳定性和热稳定性优良且耐酸碱的金属有机框架材料。
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1.一种用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料，其特征在于，该材料为晶体材料，化学式为[Co(μ6-odip)0.5(μ2-OH2)0.5(H2O)2]n，其中，式中odip为H4odip的负四价阴离子配体，H4odip为5,5'-二苯醚间苯二甲酸，μn指配体桥联金属离子的个数，μ6-odip表示odip配体桥联金属离子的个数为6，μ2-OH2表示H2O分子桥联金属离子的个数为2。
2.如权利要求1所述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料，其特征在于，所述金属有机框架材料为单斜晶系C2/c空间群，晶胞参数为：α＝90°，β＝112.70(2)°，γ＝90°，分子式为C8H8CoO7。
3.如权利要求1所述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料，其特征在于，所述金属有机框架材料中含有不对称单元，其中，不对称单元中含有一个Co2+离子，一个完全去质子的μ6-odip配体，二分之一桥连H2O分子和两个端位配位的H2O分子。
4.如权利要求1所述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴
5.一种如权利要求1所述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在密封条件下，将六水合硝酸钴和5,5'-二苯醚间苯二甲酸溶于混合溶剂中，通过溶剂热方法反应后得到。
6.如权利要求5所述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述六水合硝酸钴和5,5'-二苯醚间苯二甲酸的摩尔比为4:1，所述混合溶剂体积比为乙腈:水为3:1。
7.如权利要求5所述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为135℃，反应的时间为72h；反应结束后，将反应混合物以8℃/h的速度冷却到室温，过滤清洗后得到粉色块状晶体。
8.一种如权利要求1所述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料的应用，其特征在于，该钴基金属有机框架材料作为新型多相催化剂有效活化过氧单硫酸盐快速降解水中的亚甲基蓝及在染料废水无害化处理领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料，其特征在于，该材料为晶体材料，化学式为[co(μ6-odip)0.5(μ2-oh2)0.5(h2o)2]n，其中，式中odip为h4odip的负四价阴离子配体，h4odip为5,5'-二苯醚间苯二甲酸，μn指配体桥联金属离子的个数，μ6-odip表示odip配体桥联金属离子的个数为6，μ2-oh2表示h2o分子桥联金属离子的个数为2。
2.如权利要求1所述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料，其特征在于，所述金属有机框架材料为单斜晶系c2/c空间群，晶胞参数为：α＝90°，β＝112.70(2)°，γ＝90°，分子式为c8h8coo7。
3.如权利要求1所述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料，其特征在于，所述金属有机框架材料中含有不对称单元，其中，不对称单元中含有一个co2+离子，一个完全去质子的μ6-odip配体，二分之一桥连h2o分子和两个端位配位的h2o分子。
4.如权利要求1所述的用于活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝的钴基金属有机框架材料，其特征在于，所述金属有机框架含有双核钴簇单元，双核钴簇通过o...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，马占营，郑敏燕，尚永辉，郭乃妮，李午戊，
申请(专利权)人：咸阳师范学院，
类型：发明
国别省市：
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