金屬有機骨架材料（MOFs）是由金屬中心離子和有機配體通過自組裝形成的一類新型晶體材料,由于其本身具有可調(diào)控的結(jié)構(gòu)、較高的比表面積及可功能化修飾等優(yōu)點,在光催化領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。其中,以Fe³⁺為中心配位原子合成的鐵基金屬有機骨架材料及其復(fù)合材料,因其擁有較大的比表面積、較高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,被廣泛用于水中污染物的吸附、光催化降解和光催化氧化等領(lǐng)域。本論文制備了一系列Fe-MOFs材料,然后以其中的NH₂-MIL-88B（Fe）為基礎(chǔ)材料,合成了不同比例的NH₂-MIL-88B（Fe）/g-C₃N₄復(fù)合材料及NH₂-MIL-88B（Fe）-SA-V新型雙金屬復(fù)合材料,并考察了合成的材料在有機染料溶液中的吸附、光催化降解以及可見光下的光催化氧化等方面的應(yīng)用,主要研究內(nèi)容如下:（1）采用油浴法合成了一系列Fe-MOFs材料,包括Fe-MILs（MIL-53（Fe）、MIL-88B（Fe））和NH₂-MILs（NH₂

【文章來源】：中原工學院河南省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Fe-MOFs的X射線衍射光譜圖（a）MIL-53(Fe)（b）MIL-88B(Fe)（c）NH2-MIL-53(Fe)（d）

13通過掃通過描電子顯微鏡可以測定晶體的形貌，合成的Fe-MOFs的SEM圖譜如圖2.2所示。由圖2.2a可知，MIL-53(Fe)材料表現(xiàn)出八面體的晶型，晶體邊長約2μm，圖2.2b、c、d的材料呈紡錘狀形態(tài)。由2.2a和2.2b并結(jié)合XRD數(shù)據(jù)分析可知，加入乙酸鈉可改變樣品的形貌和結(jié)構(gòu)。由Fe-MILs（2.2a和2.2b）和NH2-MILs（2.2c和2.2d）的掃描電鏡圖可知，對于同一個基礎(chǔ)MOFs而言，氨基基團的引入不會改變樣品的結(jié)構(gòu)，但對材料的形貌有影響。圖2.2Fe-MOFs的掃面電鏡譜圖（a）MIL-53(Fe)（b）MIL-88B(Fe)（c）NH2-MIL-53(Fe)（d）NH2-MIL-88B(Fe)Fig2.2SEMimagesof(a)MIL-53(Fe)(b)MIL-88B(Fe)(c)NH2-MIL-53(Fe)(d)NH2-MIL-88B(Fe)通過傅立葉紅外光譜儀可以測定制備樣品結(jié)構(gòu)中所含的化學鍵和官能團，F(xiàn)e-MOFs的FT-IR譜圖如圖2.3所示。由紅外圖譜可知，四種樣品的紅外光譜在4000~400cm-1范圍內(nèi)具有相似的振動帶，表明樣品均由三價金屬中心和羧酸有機配體橋聯(lián)組成。Fe-MOFs的特征吸收峰出現(xiàn)在1680、1578、1385、1020和750cm-1處，主要來源于羧酸基團的振動[3,78]。對于NH2-MILs，在3379cm-1處可觀察到N-H鍵的拉伸振動峰，1258-1493cm-1范圍內(nèi)的吸收峰歸屬于芳香胺的C-N鍵。此外，在555cm-1處出現(xiàn)的吸收峰歸屬于Fe-O振動，表明對苯二甲酸羧基與Fe(III)之間形成了金屬氧鍵。

14圖2.3MIL-53(Fe)、MIL-88B(Fe)、NH2-MIL-53(Fe)和NH2-MIL-88B(Fe)的紅外光譜圖Fig2.3FT-IRspectraofMIL-53(Fe)、MIL-88B(Fe)、NH2-MIL-53(Fe)andNH2-MIL-88B(Fe)通過比表面積儀可以測定樣品的比表面積及孔體積，F(xiàn)e-MOFs材料的氮氣吸附-脫附等溫曲線圖如圖2.4所示。由圖2.4可知，aMIL-53(Fe)、bMIL-88B(Fe)、dNH2-MIL-88B(Fe)均表現(xiàn)為TypeII型等溫吸附模型，說明這些材料對亞甲基藍溶液具有多層吸附。圖2.4c符合Type型等溫吸附模型，表明一個單層吸附和微孔填充的存在。四種材料的氮氣吸附-脫附等溫曲線圖的測量結(jié)果列于表2.1中，結(jié)果表明，-NH2官能團的存在對樣品的比表面積有很大的影響。表2.1Fe-MOFs的比表面積、孔容及孔徑的數(shù)據(jù)Table2.1BETsurfacearea,porevolumeandporesizeofFe-basedMOFs樣品SBET(m2/g)aV(cm3/g)bD(nm)cMIL-53(Fe)20.60.0428.120MIL-88B(Fe)118.10.30710.405NH2-MIL-53(Fe)1988.81.4662.948NH2-MIL-88B(Fe)146.20.3299.009

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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