[发明专利]锆基金属有机框架UiO-66负载钨酸铋的光催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种锆基金属有机框架UiO‑66负载Bi₂WO₆的光催化剂的制备方法及应用，该方法包括：将氯化锆和1,4‑苯二甲酸溶于DMF中，再加入CH₃COOH溶液进行反应，反应后制得UiO‑66；将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解在N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)中，得到溶液A。通过搅拌将Na₂WO₆·2H₂O溶解在去离子水中待完全溶解后，将UiO‑66加入混合均匀，得到溶液B。将溶液A倒至溶液B得到溶液C，进行反应，将所得固体产物经后处理得到光催化剂。本发明通过将窄带隙的Bi₂WO₆作为活性组分负载在UiO‑66载体上，提高可见光吸收性能及催化效率。

技术领域

本发明涉及光催化剂及其制备技术领域，具体涉及一种锆基金属有机框架UiO-66负载Bi₂WO₆的光催化剂的制备方法及应用。

背景技术

日益严重的环境污染问题是一个世界性的难题，日益影响着人类的生存和可持续发展。近年来，人们对多种治理环境污染的技术开展了研究，其中利用光催化材料去除污染物的技术收到了广泛关注。传统的光催化材料一般为带隙较宽的金属氧化物，在实际应用中有诸多不足之处：(1)光响应范围较窄，如传统光催化材料TiO₂的禁带宽度为3.2eV，只能在紫外光区具备较好的光催化效果；(2)光生电子与空穴数量少，且易再复合。

铋基氧化物由于其独特的层状结构、可控的微观形貌以及良好的可见光响应特性而被广泛应用于可见光催化去除环境污染物。Bi₂WO₆因其化学结构稳定，优于传统光催化材料TiO₂得可见光捕获能力而被广为研究，但单一的Bi₂WO₆的电子和空穴在光激发后容易再次复合,限制了它的活性，因而需要对现有Bi₂WO₆进一步研究改进，以获得结构稳定且效率高的光催化材料。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种锆基金属有机框架UiO-66 负载Bi₂WO₆的光催化剂的制备方法及应用，通过将窄带隙的Bi₂WO₆作为活性组分负载在UiO-66载体上，提高可见光吸收性能及催化效率。

本发明采用的载体为UiO-66,这是一种锆基金属有机框架 (Metal-OrganicFrameworks，MOFs)，其独特的八面体结构为Bi₂WO₆的负载提供了位点，较大的比表面积也可以加强污染物的吸附和离子交换性能，加速污染物的降解。

本发明提供了上述锆基金属有机框架UiO-66负载Bi₂WO₆的光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氯化锆ZrCl₄和1,4-苯二甲酸溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF) 中，再加入CH₃COOH溶液进行反应，反应后将溶液进行后处理，制得白色固体即为UiO-66；

(2)将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，得到溶液A。

(3)通过搅拌将Na₂WO₆·2H₂O溶解在去离子水中待完全溶解后，将步骤(1)的UiO-66加入混合均匀，得到溶液B。