沸石咪唑酯骨架ZIF67四氧化三铁微米马达的制备及其应用的金沙现金网平台

文档序号:24824570 发布日期:2021-04-27 15:37
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沸石咪唑酯骨架zif67四氧化三铁微米马达的制备及其应用
技术领域
1.本发明属于材料制备技术领域,具体涉及沸石咪唑酯骨架zif67四氧化三铁微米马达的制备及其应用。


背景技术:

2.有机污染物对自然水资源的污染是世界范围的问题,工业废水中含有的高浓度工业染料是其中的一个主要的污染源。人们付出了大量的努力发展技术移除具有毒性和致癌性的偶氮染料,其中包括吸附、凝结、化学降解和光催化降解等。但是每种方法都有它的局限,例如技术的高成本或者较低的染料降解效率等。而且,这些技术需要机械搅拌增强降解效率,可行性不高。最近,自驱动微马达成为一项新兴纳米技术,这些微型机器可以用来完成复杂的任务,例如货物传递和环境清洁等。这些马达可以完美地完成需要远程实现的任务。微马达的自主运动已经被应用在捕获和传输油滴,解毒化学和生态污染物等。但是这些马达大多用铂金作为驱动引擎,虽然铂金可以高效地催化过氧化氢降解产生气泡催化马达运动,但是成本非常昂贵,而且在富盐和含有无机或有机污染物的条件下性能显著下降。
3.cn201911132340.9一种钠离子电池负极材料的制备方法,包括以下步骤:第一步,合成zif6 7;第二步,制备fe

zif67:a,量取200~300ml去离子水高温去除氧气,去离子水在氩气下冷却至室温,向去离子水中加入650~750mg fe(no3)2·
6h2o搅拌至溶解,得到混合液a并将混合液a加热到38~45℃,全程保持氩气通入;b,称取150~200mg zif67,溶于20ml无水乙醇,超声后得到混合液b;c,将混合液b加入到混合液a中,恒温搅拌冷却至室温,全程保持氩气通入,离心收集沉淀物,用去离子水离心洗涤,真空干燥得到fe

zif67。该技术方案需要在无氧条件下反应,全程通入氩气。
4.fe3o4是另一种强大的催化材料,其无毒而且可以作为芬顿类催化剂被广泛的用于催化降解有机染料,但是在微马达中的应用较少。


技术实现要素:

5.本发明的核心内容是首先合成金属有机骨架材料zif67,再在表面负载fe3o4纳米粒子,即得到zif67/fe3o4微马达。通过调节zif67和fe3o4的比例,提高zif67的负载效率。
6.本发明通过以下技术方案来实现:
7.沸石咪唑酯骨架zif67四氧化三铁微米马达的制备方法,包括:
8.(1)制备zif67甲醇溶液,将六水合氯化钴(cocl2·
6h2o)和聚乙烯吡络烷酮(pvp)溶解在甲醇中,再将2

甲基咪唑(2

meim)溶解在甲醇中,将上述两种甲醇溶液混合,超声搅拌,静置,将得到的产物用甲醇离心洗涤,配制zif67甲醇溶液,备用;
9.(2)制备fe3o4纳米颗粒,将六水合氯化铁(fecl3·
6h2o)溶解在乙二醇中,再加入醋酸钠和乙二胺,搅拌,将混合溶液转移至反应釜中反应,将得到的产物用纯水洗涤,干燥,得到fe3o4纳米颗粒;
10.(3)fe3o4/zif67微纳米马达,将步骤(2)所得的fe3o4纳米颗粒溶解至pss的水溶液
中,超声;再用纯水洗涤后,分散至甲醇中,取该fe3o4甲醇溶液加入到步骤(1)所得zif67甲醇溶液中,超声混合,即得到fe3o4/zif67微纳米马达。
11.作为本发明的一种优选技术方案,所述步骤(1)为:将260mg的六水合氯化钴(cocl2·
6h2o)和300mg的聚乙烯吡络烷酮(pvp)溶解在20ml甲醇中。再将1.315g 2

甲基咪唑(2

meim)溶解在20ml甲醇中。将上述两种甲醇溶液混合,超声(功率80w)搅拌10min,再在室温下静置24h。将得到的产物zif67用甲醇离心洗涤三次。配制成1mg/ml的zif67甲醇溶液备用。
12.作为本发明的一种优选技术方案,所述步骤(2)为:将1g六水合氯化铁(fecl3·
6h2o)溶解在20ml乙二醇中,再加入3g醋酸钠和10ml乙二胺,搅拌30min后,将混合溶液转移至反应釜中,200℃下反应10h。将得到的产物用纯水洗涤三次,再在60℃下干燥,得到fe3o4纳米颗粒。
13.作为本发明的一种优选技术方案,所述步骤(3)为:将5mg fe3o4纳米颗粒溶解至15ml 0.3%pss的水溶液中,超声(功率80w)20min。再用纯水洗涤三次后,分散至2.5ml甲醇中。取150μl fe3o4甲醇溶液加入到1ml zif67甲醇溶液中,超声混合20min,即得到fe3o4/zif67微纳米马达。
14.本发明提供了一种沸石咪唑酯骨架zif67四氧化三铁微米马达,通过前述制备方法制备得到。
15.本发明进一步提供了一种工业染料的降解方法,采用本发明所得的沸石咪唑酯骨架zif67四氧化三铁微米马达作为降解材料使用。
16.本发明相对于现有技术的有益效果包括:
17.(1)本发明制备方法简单,利于重现和产业化应用。
18.(2)本发明的实验条件和产物不仅污染小,毒性低,而且马达的运动可以有效的提高催化降解速率,催化剂可自发降解,环境友好,制备方便,有广泛的应用前景。
附图说明
19.图1,fe3o4/zif67微纳米马达的制备示意图;
20.图2,将不同体积的fe3o4甲醇溶液加入到zif67甲醇溶液后的负载效率;其中,图2(a)150μl fe3o4甲醇溶液;图2(b)600μl fe3o4甲醇溶液。
21.图3,微纳米马达的污染物降解程度比较示意图。
具体实施方式
22.下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述,但发明的实施方式不限于此。
23.实施例1
24.a)首先将260mg的六水合氯化钴(cocl2·
6h2o)和300mg的聚乙烯吡络烷酮(pvp)溶解在20ml甲醇中。再将1.315g 2

甲基咪唑(2

meim)溶解在20ml甲醇中。将上述两种甲醇溶液混合,超声(功率80w)搅拌10min,再在室温下静置24h。将得到的产物zif67用甲醇离心洗涤三次。配制成1mg/ml的zif67甲醇溶液备用。
25.b)将1g六水合氯化铁(fecl3·
6h2o)溶解在20ml乙二醇中,再加入3g醋酸钠和10ml
乙二胺,搅拌30min后,将混合溶液转移至反应釜中,200℃下反应10h。将得到的产物用纯水洗涤三次,再在60℃下干燥,得到fe3o4纳米颗粒。
26.c)将5mg fe3o4纳米颗粒溶解至15ml 0.3%pss的水溶液中,超声(功率80w)20min。再用纯水洗涤三次后,分散至2.5ml甲醇中。取150μl fe3o4甲醇溶液加入到1ml zif67甲醇溶液中,超声混合20min,即得到fe3o4/zif67微纳米马达。具体路线如图1所示。
27.实施例2
28.将不同体积的fe3o4甲醇溶液(150

600μl)加入到1ml zif67甲醇溶液中,通过扫描电镜观察zif67的负载效率。
29.加入150μl fe3o4甲醇溶液,zif67的负载效率如图2(a)所示,加入600μl fe3o4甲醇溶液,zif67的负载效率2(b)所示。
30.实施例3
31.将制备得到的fe3o4/zif67微纳米马达用于亚甲基蓝染料降解,1h后用紫外可见分光光度计测定降解率,并和相同浓度下fe3o4的降解率对比,研究马达的加速降解性能。
32.如图3所示,在fe3o4含量都为0.03mg的条件下,反应1h后,用fe3o4/zif67微纳米马达的污染物降解程度明显高于只用fe3o4。
33.上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
再多了解一些
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