【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光催化劑功能材料。更具體地，涉及一種mof衍生的異質結構復合光催化劑的制備方法及其應用。
技術介紹
1、隨著社會的發展和工業的進步，水污染正在威脅著人類的健康。染料廢水具有濃度高、色度高、有機物含量高等特點，其中，染料廢水中的有機污染物具有致癌、致畸、致突變等潛在危害。傳統生物處理技術處理效果較差，由此產生的經濟損失和生態環境破壞不可估量。因此，去除染料廢水中的有機污染物已是科研工作者迫切需要解決的重大問題。
2、光催化技術憑借其獨特的光誘導氧化能力，在環境治理和物質轉化領域展現出巨大潛力，成為當前的研究熱點。其中，金屬有機骨架(mofs)材料憑借其獨特的孔隙結構和巨大的比表面積，已廣泛應用于光催化領域，但其光吸收范圍較窄以及催化活性位點有限而限制了其光催化降解效果。過硫酸鹽作為一類強氧化劑，在光照條件下可被活化產生多種高反應活性的強氧化性自由基，從而迅速與有機污染物發生反應，將其降解為無害的小分子物質。研究表明，將過硫酸鹽融入于mofs介導的光催化體系，通過兩者的協同效應，能極大促進過硫酸鹽的活化效率，進而實現了光催化降解性能的顯著提升。如vengatesanm.rangaraj等人(rangaraj?v?m,devaraju?s,reddy?t?g,et?al.mof-derived?co3o4@p-doped?carbon?nitride/α-fe2o3?nanocomposite?as?a?dual?z-scheme?photocatalystfor?persulfate?mediated?bi
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是克服mof基光催化劑的催化降解速率仍然較慢，無法滿足快速處理的降解需求的缺陷和不足，提供一種mof衍生的異質結構復合光催化劑的制備方法。
2、本專利技術的另一目的是提供一種所述制備方法制備得到的mof衍生的異質結構復合光催化劑。
3、本專利技術的再一目的是提供一種mof衍生的異質結構復合光催化劑在降解有機污染物中的應用。
4、本專利技術上述目的通過以下技術方案實現：
5、本專利技術保護一種mof衍生的異質結構復合光催化劑的制備方法，包括以下步驟：
6、將cu改性的zif-67(co)和mil-53(fe)混勻，于300～400℃下充分煅燒，得mof衍生的異質結構復合光催化劑fe2o3/cu-co3o4；
7、其中，所述cu改性的zif-67(co)中的cu的質量占比為7％～9％。
8、本專利技術通過引入cu對zif-67(co)衍生的co3o4進行改性，cu的引入增加了其表面的氧空位，提高了光生電子和空穴的分離效率，再以mil-53(fe)衍生的fe2o3作為載體，將cu改性的zif-67(co)(即zif-67(cu-co))負載到其表面，通過這種方式，使兩種帶隙結構不同的半導體材料相結合來構建異質結構。其中，cu的引入增加了zif-67(co)表面氧空位數量，促進光生電子與空穴的分離，大幅提升了電荷傳輸效率；異質結構產生的協同效應增加了比表面積，改善了氧化還原能力，提升了過硫酸鹽的活化率，進而提高了光催化活性。
9、進一步地，所述cu改性的zif-67(co)中的cu的質量占比為7％～8％。
10、進一步地，所述mil-53(fe)與zif-67(cu-co)的質量比為1：(1～2)。
11、優選地，所述mil-53(fe)與zif-67(cu-co)的質量為1：1。
12、進一步地，所述煅燒的升溫速率為5～10℃/min。
13、進一步地，所述煅燒的時間為4～6h。
14、優選地，所述混勻的方式為研磨。
15、進一步地，所述zif-67(cu-co)的制備方法包括如下步驟：將鈷鹽、銅鹽、二甲基咪唑和水充分混勻，后處理，得zif-67(cu-co)。
16、更進一步地，作為一種優選的方式，所述zif-67(cu-co)的制備方法包括如下步驟：稱鈷鹽、銅鹽和水混勻得到溶液a；再將二甲基咪唑和水混勻得到溶液b，將溶液a加入溶液b中，充分混勻，后處理，得zif-67(cu-co)。
17、進一步地，所述zif-67(cu-co)的制備方法還可以加入表面活性劑。所述表面活性劑能夠降低反應體系的表面張力，從而有助于在更溫和的條件下(如較低的溫度)進行反應，并加快反應的速率。
18、進一步地，作為一種優選的方式，所述zif-67(cu-co)的制備方法包括如下步驟：將鈷鹽、銅鹽、二甲基咪唑、表面活性劑和水充分混勻，后處理，得zif-67(cu-co)。
19、更進一步地，所述zif-67(cu-co)的制備方法包括如下步驟：稱鈷鹽、銅鹽、表面活性劑和水混勻得到溶液a；再將二甲基咪唑和水混勻得到溶液b，將溶液a加入溶液b中，充分混勻，后處理，得zif-67(cu-co)。
20、進一步地，所述表面活性劑包括十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨中的一種或多種。
21、進一步地，所述鈷鹽包括硝酸鈷、乙酸鈷、氯化鈷或上述任一鈷鹽的水合物。
22、進一步地，所述銅鹽為硝酸銅、乙酸銅、硫酸銅或上述任一銅鹽的水合物。
23、進一步地，所述鈷鹽中的鈷、銅鹽中的銅、二甲基咪唑和表面活性劑的摩爾比為1：(0.04～0.25)：(56～70)：(0.005～0.03)。
24、進一步地，所述鈷鹽中的鈷、銅鹽中的銅、二甲基咪唑、表面活性劑的摩爾比為1：(0.06～0.15)：(58～65)：(0.01～0.02)。
25、更進一步地，所述鈷鹽中的鈷、銅鹽中的銅、二甲基咪唑、表面活性劑的摩爾比為1：0.08：60：0.01。實際計算中可能會由于保留的位數不同，得到的計算的結果稍微有點區別，比如計算的比例為1：0.081：60：0.0118，四舍五入后的結果為1：0.08：60：0.01或1：0.081：60：0.012，均屬于本專利技術的保護范圍。
26、進一步地，所述混勻的條件為攪拌30～60min。
27、進一步地，所述后處理包括離心、干燥。
28、更進一步地，所述離心為將混勻的溶液離心分離。
29、更進一步地，所述干燥為在60～70℃下真空干燥10～12h。
30、具體地，所述后處理為將混勻的溶液離心分離后，在60～70℃下本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種MOF衍生的異質結構復合光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述Cu改性的ZIF-67(Co)的制備方法包括如下步驟：將鈷鹽、銅鹽、二甲基咪唑和水充分混勻，后處理，得Cu改性的ZIF-67(Co)。
3.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述MIL-53(Fe)的制備方法包括如下步驟：將鐵鹽、對苯二甲酸和極性有機溶劑混勻，于150～200℃下充分反應，后處理，得MIL-53(Fe)。
4.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述Cu改性的ZIF-67(Co)中的Cu的質量占比為7％～8％。
5.根據權利要求2所述制備方法，其特征在于，所述鈷鹽包括硝酸鈷、乙酸鈷、氯化鈷或上述任一鈷鹽的水合物。
6.根據權利要求2所述制備方法，其特征在于，所述銅鹽包括硝酸銅、乙酸銅、硫酸銅或上述任一銅鹽的水合物。
7.權利要求1～6任一所述制備方法制備得到的MOF衍生的異質結構復合光催化劑。
8.權利要求7所述MOF衍生的異質結構復合光催化劑在
9.根據權利要求8所述應用，其特征在于，所述有機污染物為含苯環的有機污染物。
10.根據權利要求9所述應用，其特征在于，所述含苯環的有機污染物包括羅丹明B、雙酚A、甲基橙、亞甲基藍、四環素中的一種或多種。
...【技術特征摘要】
1.一種mof衍生的異質結構復合光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述cu改性的zif-67(co)的制備方法包括如下步驟：將鈷鹽、銅鹽、二甲基咪唑和水充分混勻，后處理，得cu改性的zif-67(co)。
3.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述mil-53(fe)的制備方法包括如下步驟：將鐵鹽、對苯二甲酸和極性有機溶劑混勻，于150～200℃下充分反應，后處理，得mil-53(fe)。
4.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述cu改性的zif-67(co)中的cu的質量占比為7％～8％。
5.根...
【專利技術屬性】
技術研發人員：井晨懿，王文廣，周文濤，林穎賢，
申請(專利權)人：廣東工業大學，
類型：發明
國別省市：
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