金属有机框架MIL-88A六方微米棒作为新型光催化剂高效降解亚甲基蓝染料

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摘要：
金属有机框架MIL-88A六方微米棒在可见光下对亚甲基蓝（MB）染料的脱色表现出活性，其脱色反应遵循一级动力学。添加H₂O₂电子受体可显著增强其光催化性能，且经四次连续使用后仍保持稳定活性。该催化剂因可见光响应、低成本和来源丰富，在环境净化中潜力巨大。

研究背景：
1. 行业问题和研究现状：现有光催化剂如TiO₂需紫外激发，部分存在光腐蚀问题；MOFs作为光催化剂虽有优势，但研究尚处于初级阶段，MIL-88A的光催化性能未被关注。
2. 本文创新：首次报道MIL-88A作为可见光响应光催化剂降解MB，利用其大体积溶胀特性促进传质，添加H₂O₂增强活性，且稳定性良好。

实验部分：
1. 合成MIL-88A：将5 mmol FeCl₃·6H₂O和5 mmol富马酸溶于25 mL水，转移至高压釜，65℃反应12 h，洗涤、离心、干燥得产物。
2. 光催化降解MB：40 mg MIL-88A分散于100 mL 1×10⁻⁴ mol·L⁻¹ MB溶液（pH=7），暗反应30 min后，300 W氙灯（带420 nm滤光片）照射，定期取样测吸光度。
3. 稳定性测试：每次降解后离心回收MIL-88A，重复使用四次，监测活性变化。

分析测试：
1. XRD：产物为单相MIL-88A，平均晶粒尺寸约24.7 nm。
2. 电镜：SEM和TEM显示为长＞2 μm、直径＜500 nm的六方微米棒，尺寸均匀。
3. 紫外-可见光谱：吸收边约650 nm，带隙能2.05 eV，存在配体到金属的电荷转移。
4. XPS：价带边约2.3 eV，Fe 2p₃/₂和2p₁/₂结合能分别为711.8 eV和725.6 eV，对应Fe³⁺。
5. 结果揭示：MIL-88A具有可见光响应能力和氧化性能，六方结构及溶胀特性利于光催化反应。

总结：
1. 主要研究结果：MIL-88A在可见光下可降解MB，添加H₂O₂显著提升活性，稳定性良好。
2. 创新突破：首次将MIL-88A用作可见光光催化剂，实现MB高效降解，且稳定性优异。
3. 潜在意义：为开发新型MOF光催化剂提供思路，推动其在环境净化中的应用。

Metal–organic frameworks MIL-88A hexagonal microrods as a new photocatalyst for efficient decolorization of methylene blue dye
文章作者：Wen-Tao Xu, Lin Ma, Fei Ke, Fu-Min Peng, Geng-Sheng Xu, Yu-Hua Shen, Jun-Fa Zhu, Ling-Guang Qiu, Yu-Peng Yuan*
DOI：10.1039/c3dt52574k
文章链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/dt/c3dt52574k

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