超薄Sm-MOF纳米片的合成及可见光催化降解芥子气模拟剂性能

超薄金属-有机框架材料(MOFs)纳米片具有高密度、易暴露的表面活性位点、较短的底物/产物扩散路径等特点,是性能优异的异相催化剂.本文以光活性有机配体(H_(4)TBAPy)和镧系金属离子Sm^(3+)构筑光活性超薄MOFs纳米片,以苯甲酸作为调节剂,利用微波法快速合成了Sm-TBAPy二维纳米片.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和氮气吸附-脱附等手段表征了Sm-TBAPy二维纳米片的形貌、结构和组成.所合成的Sm-TBAPy为单分散二维纳米片,宽度约为200 nm,厚度约为12 nm,BET比表面为163 m^(2)/g,禁带宽度为2.62 eV.Sm-TBAPy二维纳米片在室温、氧气氛围和可见光照射条件下,可将芥子气模拟剂[2-氯乙基乙基硫醚(CEES)]高效、高选择性氧化成亚砜产物CEESO,且催化剂经过4次循环使用仍保持较高的催化性能.结合电子顺磁共振波谱,提出了Sm-TBAPy二维纳米片可见光催化氧化CEES的催化机理.

二维Ce-MOFs纳米片的合成及可见光介导脱羧氧化性能

以硝酸铈铵为金属盐,以1,3,5-三(4-羧基苯基)苯(H_(3)BTB)为有机配体,利用醋酸作为调节剂,成功构筑二维Ce-MOFs纳米片。醋酸对Ce-MOFs的形貌和结晶度具有显著的调节作用。无醋酸调节的Ce-MOFs(称为Ce-BTB-H_(0))由较小的纳米片通过高度交联团聚成微米球,结晶度和比表面积均较低;醋酸调节的Ce-MOFs(称为Ce-BTB-H_(60))为分散的纳米片,纳米片二维尺寸较大,具有更高的结晶度和更大的比表面积。以蓝光LED为光源,氧气为氧化剂,室温条件下,二维Ce-MOFs纳米片催化剂可将不同取代基的苯乙酸脱羧氧化成相应的苯甲醛和苯甲醇。Ce-BTB-H_(60)由于具有更高的结晶度、更大的比表面积以及更分散的纳米片结构,因此具有更优异的光催化性能。