备MIL-53（Fe）-还原氧化石墨烯一种简单自组装的纳米复合材料界面接触：高效可见光催化剂
摘要；在这项工作中，MIL-53（Fe）-石墨烯氧化物（m53-rgo）纳米复合材料已成功地高效静电自组装制备为改善接触界面之间的战略产业和MIL-53（Fe）。与d-m53-rgo（直接合成MIL-53（Fe）-还原氧化石墨烯纳米复合材料通过一步溶剂热法），m53-rgo纳米复合材料表现出改善的光催化活性在相同的实验d-m53-rgo相比条件.80分钟后，可见光（lambda;ge;420结果表明，Cr（Ⅵ）的还原率迅速增加。100%，也高于参考样本（N掺杂TiO2）。更重要的是，这m53-rgo纳米复合材料证明是在可见光下的混合体系（铬（VI）/染料）中具有相当活性的双功能光催化剂。光，这是一个潜在的候选工业废水处理。结合光电化学分析可以发现，引入RGO将减少光生电子空穴对的复合minus;。此外，对之间的有效接触（Fe）和RGO表面将进一步加快转移光生电子，导致对光催化反应m53-rgo增强光催化活性。最后，还研究了可能的光催化反应机理。
关键词：MIL-53（Fe），石墨烯，自组装，光催化，Cr（VI）、染料、可见光
- 简介
金属minus;有机骨架（MOFs）是一类新的有机无机杂化固体和已minus;之一发展最快的领域化学。[1-3]独特的结构柔性和大比表面积等特性地区导致了MOFs材料的成功应用磁性，吸附，传感器装置，药物释放，以及催化作用。[4-8]特别是，越来越受到人们的有偿探索MOF材料作为一种新型的催化剂。[9-12]作为一个典型的MOF材料，铁minus;对苯二甲酸（MIL-53（Fe）），通过建立1,4-bezenedicarboxylate（H2BDC）链接与FeO4（OH）2面体，是特殊的由于其在气体储存、药物输送等方面的潜在利益，和锂离子电池。[13-16]由于其小尺寸Fe（III）minus;化物簇的光生有限公司重组载流子从而优越的光催化性能研究可以预期在这样的材料。最近，MIL-53（Fe）有据报道，在相当大的光催化活性在我们以前的研究有机dyes.[17]脱色，我们也证明了MIL-53（Fe）所示潜在的应用在光催化还原reaction.[18]来进一步提高材料的光催化性能，一些研究人员把精力集中在介绍上。功能实体为材料。[19-20]MOFs材料和功能实体简随机整合仍然是MOF最常用的合成路线。纳米复合材料。然而，这条路线通常会导致形态不规则，界面接触不良，低。光催化性能。[21-22]因此，它是有意义的制定修改材料的简单和直接的方法高效结构和迷人的光催化剂性能。石墨烯是一种新型的具有独特二维结构的碳材料。结构和高电子电导率，被预测为在材料科学领域的一颗冉冉升起的新星。[23-24]最近，石墨烯也被认为是理想的建筑材料。光催化剂载体和助剂会适当整合。二维石墨烯材料与适当的策略进一步提高石墨烯的光催化性能氧化物（RGO）为目标反应基纳米复合材料。以实现高效的烯基光催化剂，应考虑如何充分利用优秀的电子。导电性和独特的二维结构和产业。最近的研究表明，静电自组装是构建高效的烯基光催化剂的理想技术，它可以覆盖催化剂的还原氧化石墨烯片充分和紧密。[27-28]因为强烈的RGO和催化剂之间的界面接触，我们可以最大化电子输运性质石墨烯，从而增强”的材料光催化活性。虽然有一些报道半导体与半导体的界面接触RGO，[29-30]的研究工作主要集中在调查之间的界面接触和RGO材料非常稀缺，特别是与光催化性能的关系到目前为止还没有被研究过。在本文中，我们主要集中在制造MIL—53（Fe）-还原氧化石墨烯（m53-rgo）纳米复合材料特别是它们在环境中的应用恢复.m53-rgo制造通过高效静电自组装方法。即静电组装带负电荷的氧化石墨烯（GO）与正带电MIL-53（Fe），其次是溶剂热还原去RGO。通过这种方法，还原氧化石墨烯片有随着对更亲密的接触（Fe），可导致光生电子的有效分离空穴对，d-m53-rgo（MIL直接合成—一锅法还原53（铁）氧化石墨烯纳米复合材料溶剂热法。这引起了显著的增强可见光驱动的光催化性能m53-rgo对Cr（VI）的减少。更重要的是m53-rgo纳米复合材料也被证明执行具有相当活性的双功能光催化剂可见光下的混合体系（Ⅵ（Ⅵ）/染料）。我们的工作论证了MOFs之间界面接触的关键作用和石墨烯片，影响光催化活性研究mof-rgo纳米复合光催化剂。
- 实验部分
2.1 材料与试剂
下列试剂及溶剂是分析级，用于从商业收到。无需进一步纯化的供应商。1,4-苯二甲酸（H2BDC）和重铬酸钾（K2Cr2O7）得到Alfa Aesar中国有限公司。铁（III）六水三氯化铁（FeCl3·6H2O）是由阿拉丁试剂有限公司提供，公司甲醇（CH4O），乙醇（C2H5OH）、石墨粉、硫酸（H2SO4，70%），硝酸（硝酸，65%），盐酸（盐酸，37%），铵草酸（AO），过硫酸钾（K）、五氧化二磷（P2O5）、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、过氧化氢（H2O2，30%）、高锰酸钾（KMnO4）供给国药集团化学试剂有限公司。
2.2光催化剂的制备
- 密尔的合成—53（FE）。MIL-53（Fe）是根据以往的合成在一个典型的合成报道。另一个·FeCl3 6H2O混合，H2BDC，和DMF（摩尔比1:1:280）加入聚四氟乙烯剧烈搅拌60 min下衬垫（1000 r/minminus;1）。之后,聚四氟乙烯衬里密封在不锈钢高压釜中，加热温度为170。24小时°黄MIL-53（Fe）收集粉C。删除在孔隙中的客体分子，样品在甲醇中搅拌。要3天。然后，所得到的黄色MIL-53（Fe）粉在真空中过滤并在120℃干燥10小时。
（b）氧化石墨烯的合成（GO）。去了根据我们以往的work.[33]
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