[发明专利]复合光催化材料UiO-66@BiOIO3 在审
申请号: | 201911029824.0 | 申请日: | 2019-10-28 |
公开(公告)号: | CN110813381A | 公开(公告)日: | 2020-02-21 |
发明(设计)人: | 齐雪梅;王晓健;施琳;李可玄;李世吉;刘灿;吴强 | 申请(专利权)人: | 上海电力大学 |
主分类号: | B01J31/26 | 分类号: | B01J31/26;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/38;C02F101/34;C02F101/30 |
代理公司: | 上海申汇专利代理有限公司 31001 | 代理人: | 徐俊 |
地址: | 200090 *** | 国省代码: | 上海;31 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 复合 光催化 材料 uio 66 bioio base sub | ||
本发明公开了一种复合光催化材料UiO‑66@BiOIO3及其制备方法与应用,该复合材料具有优异的光催化活性。其制备方法包括:首先以N,N‑二甲基甲酰胺溶液作为溶剂,采用溶剂热法制备出UiO‑66粉末;然后采用水热合成方法制备UiO‑66@BiOIO3复合光催化材料。本发明所制备的UiO‑66@BiOIO3复合材料可协同利用UiO‑66的高比表面积及多孔结构和BiOIO3的光催化活性,从而表现出优异的光催化性能,在污染物去除领域具有良好的应用前景,该制备工艺和生产设备简单、无二次污染,易于工业化生产。
技术领域
本发明属于光催化技术领域,具体涉及一种复合光催化材料及其制备方法与应用。
背景技术
光催化技术因其具有低成本、环境友好等特点,在清洁能源生产和环境治理领域有着及其重要的应用前景,因此高效光催化剂的开发是光催化技术应用的关键。碘酸氧铋(BiOIO3)是一种新型的铋系光催化材料,禁带宽度约为3.13eV,具有层状结构和内部极性性质,二者均有利于光生空穴-电子对的有效分离,因此表现出优异的光催化性能。同时由于BiOiO3的价带位置约为4.10eV,因此其光生空穴的氧化能力较强,从而有助于其光催化氧化能力的提高。近几年来,BiOiO3作为一种高效的光催化剂在光催化降解有机污染物及光催化氧化零价汞领域引起了人们的广泛关注。但由于其相对较宽的禁带宽度,导致其对可见光的吸收利用能力相对较弱,此外,在水热合成过程中纳米粒子容易团聚,比表面积小,因此在光催化过程中对污染物的吸附富集能力较弱,影响其催化活性的提高。因此如何有效控制其在合成过程中纳米粒子团聚,提高其吸附富集污染物的能力及提高其可见光催化活性成为目前研究的热点。
近年来,以金属有机骨架材料耦合无机半导体光催化材料构建复合材料是提高无机半导体光催化性能的一种有效手段。一方面利用复合材料较高的吸附性能将环境体系中的污染物吸附富集于复合材料表面;另一方面通过复合材料自身的光催化性能将吸附的目标污染物原位降解氧化,从而克服了无机半导体光催化材料对污染物吸附特性弱的问题。同时金属有机骨架材料还可抑制无机半导体材料合成过程中纳米微粒团聚,增加其比表面积和催化活性位点,提高催化活性。
UiO-66是一种以Zr为前驱体的金属有机骨架材料,具有三维骨架和孔道结构,拥有超大的比表面积,良好的水、热稳定性和化学稳定性,能耐受超过500℃的高温,是一种性能优异的多孔MOF材料,在吸附、催化及气体储存领域具有广泛的应用前景。此外,UiO-66作为一种有机半导体材料,其本身也具有光催化性能,其多孔结构有利于光生电子的迁移等特性,从而促进电荷分离,提高光催化效率,在光催化领域也具有广阔的应用前景。因此将UiO-66与BiOIO3进行复合,协同利用UiO-66的高比表面积及多孔结构特性,可极大地提高BiOIO3的光催化性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述单一无机半导体光催化剂BiOIO3在水热合成过程中纳米粒子容易团聚,比表面积较低,在光催化过程中对污染物的吸附富集能力较弱,从而影响其光催化活性提高的问题,通过协同利用光催化材料BiOIO3的光催化性能及UiO-66的高比表面积及多孔结构,构建具有高效催化活性的复合光催化材料UiO-66@BiOIO3。
为了达到上述目的,本发明提供了一种复合光催化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:UiO-66的制备:
(a)室温下将四氯化锆(ZrCl4)和1,4-对苯二甲酸溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液,磁力搅拌溶解,然后转移到水热反应釜中,120℃下水热反应24h,自然冷却至室温,产物真空抽滤,用去离子水和无水乙醇各冲洗3次,90℃烘至干燥,备用;
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于上海电力大学,未经上海电力大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201911029824.0/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。