[发明专利]针球状的ZIF-67@CoO@Co光电催化材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种针球状的ZIF-67@CoO@Co光电催化材料，其特征在于：

最外层为均匀包覆在CoO表面的ZIF-67；其中，CoO为纳米针球负载于Co片上，负载的钴片具有均匀致密分布的Co₃O₄纳米孔隙。

2.根据权利要求1所述的针球状的ZIF-67@CoO@Co光电催化材料，其特征在于：

所述的ZIF-67呈十二面体状。

3.一种针球状的ZIF-67@CoO@Co光电催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)Co片的刻蚀

首先将Co片在丙酮和乙醇中超声清洗后真空干燥，之后采用直流电源，以Co片为阳极、铂片为对电极，在双电极结构下进行电化学阳极氧化；在含乙二醇和甘油的电解液中，分别加入H₂O和NH₄F，进行阳极氧化；之后用乙醇冲洗三遍，干燥后进行热处理，在Co片表面得到Co₃O₄纳米孔隙层；

(b)针球状CoO的合成

将表面生长Co₃O₄纳米孔隙层的Co片浸没在含Co(NO₃)₂.6H₂O、NH₄F和尿素混合水溶液的反应釜中进行水热反应，结束后，用乙醇漂洗，空气中干燥得到Co(OH)F@Co的电极片；将Co(OH)F@Co电极片置于惰性气体氛围中下焙烧得到具有针球状形貌的CoO@Co片；

(c)ZIF-67@CoO@Co的合成：

将步骤(b)中得到的CoO@Co片置于含有二甲基咪唑的甲醇溶液中常温静置12个小时，反应结束后用乙醇冲洗，然后干燥，得到ZIF-67@CoO@Co。

4.根据权利要求1所述的针球状的ZIF-67@CoO@Co光电催化材料，其特征在于，步骤(a)中：

乙二醇和甘油的体积比为1:3；

和/或；

H₂O与NH₄F的质量比为2.6:1；

和/或；

阳极氧化的电压为30V，电解液的温度为0℃。

5.根据权利要求1所述的针球状的ZIF-67@CoO@Co光电催化材料，其特征在于：

步骤(a)中经阳极氧化法后的热处理温度为350℃，升温速率为3℃/min，热处理时间为30min。

6.根据权利要求1所述的针球状的ZIF-67@CoO@Co光电催化材料，其特征在于：

步骤(b)中，NH₄F和尿素混合水溶液中：NH₄F、尿素和水的质量比为6:15:1000；Co(NO₃)₂.6H₂O的浓度为7.5-42.5g/L。

7.根据权利要求1所述的针球状的ZIF-67@CoO@Co光电催化材料，其特征在于：

步骤(b)中水热反应的温度为120℃，时间为5h。

8.根据权利要求1所述的针球状的ZIF-67@CoO@Co光电催化材料，其特征在于：

步骤(b)中Co(OH)F@Co的电极片干燥温度为80℃，干燥时间为6h；Co(OH)F@Co的电极片在氩气氛围中焙烧的温度为450℃，升温速率为3℃/min，热处理时间为4h。

9.根据权利要求1所述的针球状的ZIF-67@CoO@Co光电催化材料，其特征在于，步骤(c)中：

所述的二甲基咪唑与甲醇溶液的质量体积比为0.99-2.96g/50mL；

或者；

真空干燥的温度为80℃、干燥时间为6h。

10.根据权利要求1所述的针球状的ZIF-67@CoO@Co光电催化材料的应用，其特征在于，用于光电催化抗菌。