催化氧化合成导电MOF的工艺主要包括以下步骤:
第一步:溶解有机配体.将C18H18N6溶于乙二醇中,磁力搅拌30分钟,确保其充分溶解,得到第一溶液.C18H18N6的投料比为0.1~0.3mmol/mL.
第二步:溶解金属离子源.将NI(CH3COO)2溶于无水乙醇中,磁力搅拌30分钟,得到第二溶液.NI(CH3COO)2的投料比为0.3~0.9mmol/mL.
第三步:混合与光催化反应.将第一溶液和第二溶液混合,加入碳量子点作为光催化剂,磁力搅拌90~150分钟,确保量子点均匀分散.随后,在200~400W氙灯照射下反应5~15小时.反应过程中需将透明反应器抽真空后充入氮气,以排除氧气对反应的干扰.
第四步:分离与干燥.反应结束后,将混合液以800~1200rpm离心15~45分钟,产物NI3(HITP)2MOF沉淀于底部,经洗涤和干燥后得到最终材料.上层清液中的碳量子点可通过乙酸乙酯洗脱回收,实现重复使用.
碳量子点是本次合成方法的核心光催化剂.作为一种纳米级半导体,碳量子点具有优异的光学性能,低毒性和高生物相容性,广泛应用于催化,医学成像和环境监测等领域.在光催化氧化反应中,碳量子点通过吸收光能产生电子-空穴对,利用其强氧化性将C18H18N6中的氨基电离生成-NH-和H+,进而与NI(CH3COO)2结合形成NI3(HITP)2MOF.
此外,碳量子点在溶剂中均匀分散,而产物NI3(HITP)2MOF不溶于溶剂,便于分离.通过简单的离心和洗涤步骤,即可实现催化剂与产物的高效分离,碳量子点可重复使用,进一步降低了合成成本和对环境的影响.