[发明专利]一种可用于农药降解的共价有机框架复合磷酸银Z型异质结光催化材料的制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种可用于农药降解的共价有机框架复合磷酸银Z型异质结光催化材料的制备方法和应用，包括步骤：本发明先制备得到共价有机框架材料COF(TpPa‑1‑COF)，然后制备得Ag₃PO₄@TpPa‑1‑COF复合光催化材料，制备得到的Ag₃PO₄@TpPa‑1‑COF复合光催化用于降解吡蚜酮，具有优异的光催化剂效果。本发明的有益效果是：该制备方法较为简单，制备条件容易控制，所制备的共价有机框架复合磷酸银Z型异质结光催化材料具有催化效率高，催化稳定性强等优点，具有一定的应用价值。

技术领域

本发明属于纳米材料制备及应用技术领域，涉及一种可用于农药降解的共价有机框架复合磷酸银Z型异质结光催化材料的制备方法以及应用。

背景技术

我国是农业生产大国，也是生产和消费农药大国。作为化学药剂，农药在农业生产活动中起到关键作用，然而对于农产品产量需求的逐年上涨导致了农药在各地区不同程度的滥用。长期大量农药使用对生态系统的结构和功能构成严重威胁，造成农业生产型污染，对土壤、水质产生严重破坏。吡蚜酮属于吡啶类(吡啶甲亚胺类)或三嗪酮类杀虫剂，是非杀生性杀虫剂，最早由瑞士汽巴嘉基公司于1988年开发，该产品对多种作物的刺吸式口器害虫表现出优异的防治效果。吡蚜酮对害虫具有触杀作用，同时还有内吸活性。在植物体内既能在木质部输导也能在韧皮部输导；因此既可用作叶面喷雾，也可用于土壤处理。由于其良好的输导特性，在茎叶喷雾后新长出的枝叶也可以得到有效保护。然而农药在水中残留的问题随之而来，农药的使用不可避免的渗透至土壤水域中，威胁着环境安全和人体健康。最近美国环境保护署认为毗蚜酮有致癌作用的可能性。目前，国内外针对研究农药进行化学降解方法领域，研究进展依然较慢，尚有极大发展空间。而目前针对吡蚜酮催化光降解的领域，研究几乎空白。

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)，是一种利用有机小分子基于动态共价键聚合形成有序规整的结晶性聚合物。COFs是一类新型多孔有序的有机聚合物，将刚性构件与二维(2D)或三维(3D)结构通过动态共价键连接，形成具有可预测拓扑结构的结晶性有机多孔材料。COFs可以通过改变构筑单元来精准调节孔的大小、结构以及相应功能。由于结晶性的COFs材料与传统的无定型多孔材料相比具有很多优点，使其成为研究的热点，在多孔材料当中占有着非常重要的地位。磷酸银也是一种新型的可见光半导体材料，因具有高效的可见光催化活性、极强的光催化氧化能力、量子产率高、带隙小、低毒性等优点，是目前光催化领域的理想研究材料。

Ag₃PO₄的量子产率高达90％，高于TiO₂、BiVO₄、WO₃等几种常见的光催化剂。然而，Ag₃PO₄易被光腐蚀、微溶于水、成本较高，这限制了其实际应用能力。因此，提高Ag₃PO₄的光催化稳定性已成为研究者们致力研究的课题之一。

本发明利用原位沉积生长法，制备了COFs与Ag₃PO₄复合光催化剂，并研究其光催化分解农药成分吡蚜酮的效果，探讨了通过Ag₃PO₄、TpPa-1-COF两者不同质量比例对光催化降解性能的影响，且首次研究吡蚜酮的光降解应用。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提供了一种可光催化降解吡蚜酮的共价有机框架材料掺杂磷酸银复合光催化剂的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种可用于农药降解的共价有机框架复合磷酸银Z型异质结光催化材料的制备方法，包括以下步骤：