引用本文:王晶, 张亚,周朝辉, 等. 镉基MOF的合成及光催化降解亚甲基蓝性能研究[J]. 化学试剂，2024，46(10)：23-28.
DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2024.0132
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背景介绍
有机染料如亚甲基蓝等产生的废水污染严重且难以降解，处理不当会造成环境污染或威胁生命健康。光催化技术具有能耗低、效率高且无二次污染的优点，可将染料污水降解为H2O、CO2以及简单无机物，以实现水质净化。发展可见光响应的新型催化剂是解决废水污染的关键，MOFs因为其规则的孔道结构、较大的比表面积以及结构可修饰等特点，在光催化技术得到广泛应用，通过改变或者修饰有机配体调控其禁带宽度，实现可见光下降解有机物污染物。
文章亮点
1.报道了一例新型镉基MOF光催化材料，可有效降解亚甲基蓝染料，光催化反应过程符合一级动力学方程；
2.通过改变或修饰有机配体来调控其禁带宽度，实现MOFs光催化材料可见光下降解有机物；
3.本研究工作为构建可见光响应光催化剂提供可行的思路，促进MOFs光催化剂在降解染料方面的应用。
内容介绍
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 实验方法
1.3 晶体结构测定方法
2 结果与讨论
2.1 晶体结构描述
X射线单晶衍射数据分析表明，标题配合物属于单斜晶系中的P21/c空间群，不对称结构单元中包含一个Cd2+离子，一个邻菲罗啉配体和一个质子化的丙烷三羧酸根。如图1a所示，镉离子与来自3个不同的1, 2, 3-丙烷三羧酸配体的4个羧基氧原子（O1, O1#1, O3, O4; #1 = -x+1, -y+1, -z）和一个邻菲罗啉配体上的两个氮原子发生配位，形成畸变的八面体。
2.2 热稳定性
2.3 禁带宽度
配合物的带隙能（Eg）可以通过Kubelka–Munk公式进行计算[22]，基于漫反射光谱，通过公式计算得出，如图3所示。
2.4 光催化性能
通过实验对比了标题配合物对不同染料光催化降解性能。在光催化之前，黑暗下搅拌30 min后，标题配合物对MB、MO、RhB的吸附率分别为0%、0.8%、0.9%。如图4a所示，在氙灯照射300 min后，Cd-MOF对MB、MO、RhB（溶液溶度为10 mg/L）的降解率分别为75.3%、12.5%、21.8%，可得出标题配合物对亚甲基蓝催化降解效率最高，原因可能是亚甲基蓝分子中最活泼的基团－S－吸引标题配合物中强氧化基反应，进而加快对亚甲基蓝的催化降解[23]。
3 结论
溶剂热条件下合成得到一例新型镉基MOF材料。晶体结构表明，通过4个丙烷三羧酸氢根配体的桥联作用，双核镉单元与其形成一维链。标题配合物具有良好的热稳定性和可见光响应性能。在模拟太阳光照射下，60 mg 催化剂用量对亚甲基蓝溶液光降解性能最佳，降解率达75.3%，循环使用4次后仍保持较好的催化活性。动力学研究表明该光催化降解反应过程符合一级动力学方程。本论文研究为构建可见光响应光催化剂提供可行的思路，并促进MOFs光催化剂在降解染料方面的应用，对生态环境保护具有重要的意义。
