[发明专利]一种基于金属有机框架的Cu催化剂、制备方法及用途

权利要求书

1.一种催化降解水中有机污染物的基于金属有机框架的Cu催化剂，其中，该催化剂包括由不同氧化态铜组成的具有催化活性位点的复合颗粒和起支撑作用的多孔碳层；

其中，所述的复合颗粒中含有Cu₂O、CuO和Cu，其中Cu₂O 的含量最高；

所述的催化剂的粒径为50-120nm，比表面积为100-180m²g^-1，孔体积为0.2-0.75cm³/g，孔径分布为2-40nm。

2.权利要求1的Cu催化剂，其中，所述的催化剂为介孔、局部结晶的结构。

3.权利要求2的Cu催化剂，其中，所述的催化剂的粒径为80-120nm，比表面积为100-154.6m²g^-1，孔体积为0.5-0.75cm³/g，孔径分布为2-30nm。

4.制备权利要求1-3中任一项的Cu催化剂的方法，该方法包括如下步骤：1）采用铜前驱体和有机配体制备金属有机框架Cu-MOF，2）金属有机框架Cu-MOF的碳化。

5.权利要求4的方法，其中，1）采用铜前驱体和有机配体制备金属有机框架Cu-MOF：

将铜前驱体和作为碳源的有机配体按摩尔比称重后于溶剂中溶解，在100-140℃的密闭条件下反应8-24h，冷却后过滤，用有机溶剂清洗滤渣后离心，得下层固体沉淀，真空干燥；

2）将金属有机框架Cu-MOF在200-800℃氮气保护条件下进行碳化。

6.权利要求4或5的方法，其中，铜源为Cu(NO₃)₂、CuCl₂或CuSO₄溶液中的一种或多种；作为碳源的有机配体为没食子酸和/或单宁酸；铜前驱体和有机配体的摩尔比为1:0.5-2。

7.权利要求6所述的方法，其中，铜源为Cu(NO₃)₂溶液；作为碳源的有机配体为没食子酸；铜前驱体和有机配体的摩尔比为1:1。

8.权利要求5的方法，其中，溶解铜前驱体和有机配体用的溶剂为乙醇、甲醇、DMF、DMSO和DMAC中的一种或多种；反应时间为12-24h；反应温度为130-140℃。

9.权利要求8的方法，其中，溶解铜前驱体和有机配体用的溶剂为DMF；反应时间为24h；反应温度为130℃。

10.权利要求5的方法，其中，清洗用的有机溶剂为乙醇、甲醇、DMF、CH₂Cl₂和氯仿中的一种或多种；真空干燥的温度为40-65℃；真空干燥时间为5-10h；碳化的温度为500-800℃；碳化的时间为2-5h。

11.权利要求10的方法，其中，清洗用的有机溶剂为DMF和乙醇；真空干燥的温度为50℃；真空干燥时间为8h；碳化的温度为500℃；碳化的时间为4-5h。

12.权利要求1-3中任一项的Cu催化剂在催化降解水中有机污染物方面的用途。

13.权利要求12的用途，其中，所述的有机污染物为硝基苯酚、硝基苯胺、硝基甲苯及它们的衍生物中的一种或组合和/或有机染料。

14.权利要求12的用途，其中，所述的有机污染物为4-硝基苯酚、4-硝基苯胺、亚甲基蓝、罗丹明B中的一种或多种。