[发明专利]一种温敏型ZnS@PNx

说明书

本发明涉及一种温敏型ZnS@PNsubgt;x/subgt;Dsubgt;y/subgt;纳米笼催化剂的制备方法，制备步骤如下：(1)制备出形貌可控的温敏材料聚N‑异丙基丙烯酰胺和N,N‑二甲基丙烯酰胺(PNsubgt;x/subgt;Dsubgt;y/subgt;)；(2)以硝酸锌与2‑甲基咪唑为原料，甲醇为溶剂，制备得到ZIF‑8材料；(3)向ZIF‑8材料材料中加入温敏聚合物PNsubgt;x/subgt;Dsubgt;y/subgt;，形成温敏层，随后加入包覆剂，得到ZIF‑8膜材料ZIF‑8@PNsubgt;x/subgt;Dsubgt;y/subgt;；(4)将ZIF‑8@PNsubgt;x/subgt;Dsubgt;y/subgt;与硫代乙酰胺进行水热反应，得到温敏型ZnS@PNsubgt;x/subgt;Dsubgt;y/subgt;纳米笼材料。该催化剂呈现出十二面体的形状，形貌规整，能够活化过硫酸氢钾(PMS)的反应活性，能够大大提高罗丹明的降解率。

技术领域

本发明涉及光催化剂材料领域，特别涉及一种温敏型ZnS@PN_xD_y纳米笼催化剂、制备方法及应用。

背景技术

罗丹明B(RhB)是一种艳红色的、由人工合成的阳离子型碱性染料，是一种重要的水溶性氧杂蒽染料，作为着色剂被广泛应用于纺织印染和食品行业，RhB进入水体后会严重污染水质，降低水生植物的光合作用，且具有致癌效应。目前，对RhB的处理方法主要有吸附(Gad et al.,2009)、生物降解(陈若冰,2007)、过滤(Dzior et al.，2009)和高级氧化技术(Hou et al.,2011)等。吸附技术操作简便、去除效率高，但仅能将污染物从液相转移至固相，并未彻底去除，会造成二次污染。由于RhB自身所具有的复合结构，使其化学性质十分稳定且难以被生化降解或光降解，因此要提高降解效率，近年来高级氧化技术处理广泛的关注(杨梅梅等,2012)，现有技术“量子点ZnS的制备及其光催化降解有毒有机污染物”中通过无机硫化物或有机硫脲为硫源与锌源通过水热法制备得到硫化锌量子点来降解罗丹明，实验证明该反应需要在碱性环境和紫外光的照射下进行，降解速率较慢，当pH降低时ZnS降解速率降低明显。

发明内容

本发明提供一种温敏型ZnS@PN_xD_y纳米笼催化剂材料，旨在一定程度上通过在ZIF-8表面包覆一层温敏材料，使得ZIF-8在温敏材料的保护下具有更好的包覆和填充，以及回收性能，从而具有优异的催化活性和稳定性，提高了仅在无光照的室温条件下能够提高对罗丹明的降解效率。另一方面，由于ZIF颗粒很小，离心和过滤都不好回收，故本发明将温敏材料作为ZIF的外面一层包覆材料，实现了材料的温敏回收。所以反应结束后，可以升温回收材料并进行重复使用。拓展了该材料的应用领域。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种温敏型ZnS@PN_xD_y纳米笼催化剂的制备方法，包括以下制备步骤：

步骤(1)将2-甲基咪唑锌框架ZIF-8材料和温敏聚合物PN_xD_y加入乙醇的水溶液，在2-甲基咪唑锌框架ZIF-8材料表面形成温敏层，随后加入阳离子表面活性剂包裹温敏层，加入间苯二酚、氨水，并加入甲醛进行反应，将合成的固体产物离心，洗涤并烘干得到ZIF-8@PN_xD_y材料，温敏材料PN_xD_y为聚N-异丙基丙烯酰胺-co-N,N-二甲基丙烯酰胺，其中x表示N-异丙基丙烯酰胺的聚合度，x＝80，y表示N,N-二甲基丙烯酰胺的聚合度，y＝4；

步骤(2)将包覆后的ZIF-8@PN_xD_y材料与硫源进行水热反应，待反应结束后将产物取出，离心，洗涤，烘干，得到温敏型ZnS@PN_xD_y纳米笼催化剂，即包覆温敏聚合物的ZnS空心颗粒。优选的，步骤(1)之前还包括：