Page 137 - 201903
P. 137
第 3 期 马蕊英，等: 不同晶体形貌 NH 2-MIL-125(Ti)的制备及光催化性能 ·483·
是 0.25 mm，该色谱柱温的极限温度为 320 ℃，载
气 N 2 流量为 30 mL/min，H 2 流量 30 mL/min，空气流
量 400 mL/min；程序升温条件：气化室温度为 190 ℃，
检测口温度为 220 ℃，反应开始时色谱柱初始温度
为 60 ℃，随着反应的进行，色谱柱先以 2 ℃/min 的
速度升温 5 min 到 70 ℃并在该温度下并保持 2 min，
接着继续以 10 ℃/min 的速度升温 14 min 到 150 ℃
并在该温度下保持 5 min。
2 结果与讨论
2.1 不同形貌 NH 2 -MIL-125(Ti)晶体的 XRD 和
SEM 表征
制备 NH 2 -MIL-125(Ti)晶体所用溶剂为 DMF 及 图 2 不同 DMF 与 MeOH 体积比制备 NH 2 -MIL-125(Ti)
MeOH 的混合物，DMF 起去质子化作用，MeOH 由 晶体的 SEM 谱图
于拥有较强的氢键供体能力，同样对晶体的形成有 Fig. 2 SEM images of NH 2 -MIL-125(Ti) crystals prepared
by different volume ratios of DMF to MeOH
一定影响。为探究混合溶剂体积比对晶体结构的影
响，对其进行了 XRD 和 SEM 表征，结果如图 1 和 2.2 NH 2 -MIL-125(Ti)晶体的 FTIR 表征
图 2 所示。 为了更加清晰地了解不同形貌样品之间的差
如图 1 所示，实验合成的 NH 2-MIL-125(Ti)晶体 别，进行了 FTIR 表征，结果如图 3 所示。可以看出，
与 Zlotea [15] 等合成 MIL-125(Ti)晶体的衍射峰位置一 不同晶体形貌的 NH 2 -MIL-125(Ti)晶体具有相同的
致，且NH 2 基团的存在不会影响MIL-125(Ti)的结构 [16] 。 FTIR 吸收峰，说明它们具有相同的化学键和官能团，
−1
随着 DMF 与 MeOH 体积比的增加，所得晶体的结 其中 1258 和 1662 cm 处的吸收峰分别是由芳香胺
晶度增加，且都表现出目标晶体的特征峰。由图 2 中 N—C 的伸缩振动和 N—H 的弯曲振动所产生 [18-19] 。
−1
可见，随着 DMF 与 MeOH 体积比的增加，晶体形 在所有样品中都存在 2524~3059 cm 处属于二氨基
貌呈现出圆形片状→扁平十面体状→十面体→八面 对苯二甲酸（H 2 ATA）二聚合体中—COOH 基团明显
体的变化。Yang [17] 等人报道了混合溶剂体积比对 的振动吸收峰，且不同晶体形貌的 NH 2-MIL-125(Ti)
−1
MOF-5 晶体的影响：DMF 与 MeOH 体积比增加时， 在 3450 和 3348 cm 处都有两个振动吸收峰，这两
DMF 对配体的去质子化能力增强，从而加速了晶体 个振动吸收峰是由配体中—NH 2 的对称和不对称伸
缩振动产生 [18,20] ，说明 H 2 ATA 分子中的—NH 2 仍然
成核过程，不仅晶体尺寸会发生改变，晶体的外观
−1
形貌也会发生改变。调控钛源和配体的浓度、钛源 保留。773 cm 处 O—Ti—O 的特定吸收峰也十分明
显 [21] ，—COOH 的不对称伸缩振动和对称伸缩振动
和配体体积比、晶化时间等参数也可以改变 NH 2 -
−1
产生了 1539 和 1385 cm 处的吸收峰 [22] 。因此，SEM
MIL-125(Ti)纳米晶的晶体形貌。
和 FTIR 谱图的结果都表明，S1、S2、S3 和 S4 这 4
种 NH 2 -MIL-125(Ti)晶体虽然形貌不一样，但是它们
却具有相同的 XRD 特征峰和相同的 FTIR 吸收峰，
说明它们仍是同一种物质，区别在于每个晶面所占
的面积比例不同。
2.3 不同形貌的 NH 2 -MIL-125(Ti)晶体的 TG 表征
不同形貌 NH 2 -MIL-125(Ti)晶体的 TG 分析如图
4 所示，在整个温度范围内，所有样品都具有相似
的质量损失步骤：第一步 30~100 ℃，这部分损失主
要是由于 MOF 材料分子内的甲醇分子挥发所导致；
第二步 100~340 ℃，这部分的损失主要是 MOF 材
图 1 不同 DMF 与 MeOH 体积比制备 NH 2 -MIL-125(Ti) 料未反应配体脱附所致；第三步 340~700 ℃，这部
晶体的 XRD 谱图
Fig. 1 XRD patterns of NH 2 -MIL-125(Ti) crystals prepared 分损失主要是 MOF 材料高温分解生成 TiO 2 所致。
by different volume ratios of DMF to MeOH 且不同晶体形貌的 NH 2 -MIL-125(Ti)在测试前后质
