[发明专利]一种Fe3

说明书

本发明公开了一种多孔纳米Fe₃O₄‑N掺杂Ni/Zn‑MOFs/g‑C₃N₄复合光催化材料的制备方法，首先将尿素进行煅烧处理制得石墨相碳化氮g‑C₃N₄材料；然后采用氯化铁、乙酸钠、乙二胺为原料，乙二醇为溶剂，在180‑220℃恒温反应5‑7h，离心分离出固体物，得到多孔结构的Fe₃O₄纳米粒子；其次，将六水合硝酸锌、六水合硝酸镍、g‑C₃N₄材料、Fe₃O₄纳米粒子加入N,N‑二甲基甲酰胺和乙二醇的混合液中，得到混合反应液；将混合反应液转移至带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，升温至140‑160℃恒温反应5‑7h，离心分离出固体物，得到Fe₃O₄/N掺杂Ni/Zn‑MOFs/g‑C₃N₄复合光催化材料。本发明得到的复合光催化材料为核壳结构，g‑C₃N₄为核，多孔纳米Fe₃O₄分散在N掺杂的Ni/Zn‑MOFs壳上，具有显著的光催化活性。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种用于光催化降解有机污染物的多孔纳米 Fe₃O₄-N掺杂Ni/Zn-MOFs/g-C₃N₄复合光催化材料的制备方法。

背景技术

日益加剧的全球能源问题和环境污染问题已经威胁到人类的生存和发展。为了解决此类问题，开发新材料解决环境污染问题和能源问题迫在眉睫。近年半导体化学引起了科技工作者的广泛研究兴趣与热情，相关半导体材料在光催化降解污染物，太阳能转化及光解水制氢等环境、能源领域的应用显示了高效性。

金属-有机骨架(MOFs)材料，是由金属离子或金属原子簇和有机体通过自组装形成的一类具有周期性网络结构和多孔特征的晶态材料，又称多孔配位聚合物(PCPs)。MOFs不仅具有结构可确定性、孔大小均一性、高度有序的孔结构和可设计的骨架结构类型，而且还拥有永久的孔洞及超高的比表面积，从而促进有机污染物和光能的吸附，抑制电子-空穴的复合，提高光催化效率。因而，近年来在光催化降解有机废水中受到了广泛的关注。以锌，镍为双金属离子，对苯二甲酸为有机配体的MOF材料在光催化降解有机废水中有着高效、低毒、成本低的特点，是一种良好的光催化材料。但是由于其较宽的禁带宽度(3.2eV)只能利用太阳光中的紫外光，大大降低了其光能的利用率。

发明内容

本发明的目的是解决现有金属-有机骨架(MOFs)材料存在的禁带宽度较宽，只能利用太阳光中的紫外光，光能利用率较低的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多孔纳米Fe₃O₄-N掺杂Ni/Zn-MOFs/g-C₃N₄复合光催化材料及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：

S1、将尿素进行煅烧处理制得石墨相氮化碳g-C₃N₄材料；

S2、将氯化铁、乙酸钠和乙二胺加入乙二醇中，超声分散30min，然后磁力搅拌1h，直至固体反应物完全溶解；将得到的混合液转移至带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，密封反应釜，将反应釜放入烘箱中升温至180-220℃恒温反应5-7h，反应完毕后冷却至室温，离心分离出固体物，清洗，烘干得到多孔结构的Fe₃O₄纳米粒子；