[发明专利]负载于GO的WO3

说明书

本发明公开了一种负载于GO的WO₃@ZIF‑67可见光催化复合材料及其制备和应用。负载于GO的WO₃@ZIF‑67可见光催化复合材料，其以WO₃@ZIF‑67复合粉体均匀分散于氧化石墨烯GO薄膜表面并与薄膜牢固结合而得到；其中，在WO₃@ZIF‑67复合粉体中，WO₃粉体被ZIF‑67晶体均匀包裹。本发明将WO₃可见光催化剂与金属有机框架材料(MOF)材料ZIF‑67相结合并负载于石墨烯薄膜表面，应用于光催化杀灭细菌和有机污染物去除，表现出优异的杀灭细菌和矿化污染物的性能。其中，氧化钨(WO₃)具有光催化活性高、稳定性高、安全无毒等优点，但是存在对太阳光的利用率低，量子效率低等问题；本发明通过将WO₃与ZIF‑67光催化材料复合，可以拓展可见光响应范围并有效分离光生载流子。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，涉及利用自组装以及水热法制备负载于GO的WO₃@ZIF-67可见光催化复合材料及其制备与应用。

背景技术

随着全球工业的高速发展，环境问题已日益凸显。光催化技术因可利用太阳光显著提高光催化效果以高效解决环境污染问题而备受青睐。同时，光催化技术具有能耗低、反应条件温和、适用范围广和可减少二次污染等突出优点，但是目前仍存在难以有效捕获细菌并继续矿化等不足缺点。因此，研制高效稳定的光催化材料具有重要意义。

金属有机框架材料(MOFs)是有金属离子或离子簇和有机配体通过配位作用构筑的多孔骨架材料。由于MOFs自身的比表面积及孔隙率高，孔径及孔表面性质灵活可调，其在能源存储、吸附分离、催化等领域都具有潜在的应用价值。由于MOFs具有优良的吸附性并有一定的光响应，有利于光催化反应，但是目前这一方面的研究尚显不足。与此同时，石墨烯作为新型碳材料，具有碳原子sp2杂化的单层蜂窝状晶体结构。因其高导电性、化学稳定性及大表面积已经在多个领域引起研究者的关注。石墨烯作为良好的电子接收体可与半导体光催化剂复合以进一步提高量子效率和光催化活性。但是目前的将光催化剂与石墨烯复合的粉体材料由于存在难以分离回收、无法再次利用等问题限制了其实际应用领域。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种负载于GO的WO₃@ZIF-67可见光催化复合材料及其制备和应用。本发明将WO₃可见光催化剂与金属有机框架材料(MOF)材料ZIF-67相结合并负载于石墨烯薄膜表面，应用于光催化杀灭细菌和有机污染物去除，表现出优异的杀灭细菌和矿化污染物的性能。其中，氧化钨(WO₃)具有光催化活性高、稳定性高、安全无毒等优点，但是存在对太阳光的利用率低，量子效率低等问题；本发明通过将WO₃与ZIF-67光催化材料复合，可以拓展可见光响应范围并有效分离光生载流子。

为实现上述目的提供一种负载于GO的WO₃@ZIF-67可见光催化复合材料，本发明采用了以下技术方案：

一种负载于GO的WO₃@ZIF-67可见光催化复合材料，其特征在于，该复合材料以WO₃@ZIF-67复合粉体均匀分散于氧化石墨烯GO薄膜表面并与薄膜牢固结合而得到；其中，在WO₃@ZIF-67复合粉体中，WO₃粉体被ZIF-67晶体均匀包裹。

优选的，复合薄膜中按质量百分比计其组成为：氧化石墨烯0.3％～5％，WO₃@ZIF-67复合粉体95％～99.7％，以上组分质量百分比之和为100％；其中，在WO₃@ZIF-67复合粉体中WO₃与ZIF-67的质量比例为1:9～9:1。

优选的，所述WO₃为微米球状粒子，直径为2.0-3.0微米。