一种NH2-MIL-101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术属于纳米光催化材料制备及应用技术领域，具体为NH2‑

【技术实现步骤摘要】
一种NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于纳米光催化材料制备及应用
，具体为NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP纳米光催化剂的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着社会经济发展，水中微量及痕量抗生素污染问题，引起了研究者的广泛关注。目前，吸附、膜处理、生物氧化、催化降解等方法，均被应用于对水中抗生素的去除。其中，纳米材料可见光催化降解去除水中抗生素方法，由于可见光利用效率高，不引起二次污染等原因，备受研究者的青睐。
[0003]在光催化材料中，为了便于电子的传输一般将金属、金属氧化物等活性纳米材料与氧化石墨烯、碳纳米管、金属骨架材料等基质纳米材料进行复合，进而得到光催化性能较好的复合纳米材料。但是许多的基质材料的光吸收范围较窄，无法充分利用可见光，使得纳米材料的可见光降解效率较低。同时，许多的活性纳米材料都是贵金属及复合物，大大增加了光催化纳米材料的成本。研究表明，采用合适的助催化剂可以扩大基质纳米材料可见光吸收范围，有效促进空穴和光生电子的分离，降低催化剂的光催化过电位。过渡金属磷化物是一种新型的助催化剂，由过渡金属和磷元素组成，近年来受到研究者的关注。过渡金属磷化物具有无毒、低成本、天然丰度高等优点，是实现对污染物高效光催化降解的理想选择。磷化物已成为替代贵金属的优良催化剂。研究表明，NiCoP表现出较低的过电位和电荷转移电阻，其电化学性能优于单一金属磷化物。/>
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一是提供NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂的制备方法，包括：
[0005]S1、通过FeCl3·
6H2O(六水氯化铁)、NH2‑
BDC(二氨基对苯二甲酸)和DMF(N,N
‑
二甲基甲酰胺)制备NH2‑
MIL
‑
101(Fe)；
[0006]S2、将NH2‑
MIL
‑
101(Fe)通过原位沉积法分散于NiCl2·
6H2O(六水氯化镍)、CoCl2·
6H2O(六水氯化钴)和RP(红磷)的混合溶液中，制备NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂；
[0007]所述S1包括
[0008]S101、将FeCl3·
6H2O和NH2‑
BDC溶解于DMF中，得到均一混合溶液；
[0009]S102、将混合溶液倒入聚四氟乙烯反应釜中加热反应；
[0010]S103、加热反应后冷却，用第一清洗剂清洗后烘干，得到NH2‑
MIL
‑
101(Fe)。
[0011]所述S102中，加热温度为110℃，反应时间为20
‑
28h。
[0012]所述S103中，第一清洗剂为二甲基甲酰胺与甲醇，清洗方式是采用二甲基甲酰胺与甲醇交替清洗的方式。
[0013]所述S2包括
[0014]S201、将NH2‑
MIL
‑
101(Fe)加入到醇水混合溶液中，形成均匀的悬浊液；
[0015]S202、将NiCl2·
6H2O和CoCl2·
6H2O加入悬浊液中溶解，形成混合溶液A；
[0016]S203、将RP,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)加入到混合溶液A中，形成混合溶液B；
[0017]S204将混合B溶液在反应釜中加热反应；
[0018]S205加热反应冷却后，用第二清洗剂清洗后烘干，得到NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂。
[0019]所述S201中，醇水混合溶液的的体积比为V
醇
：V
水
＝1:1。
[0020]所述S202中，NiCl2·
6H2O和CoCl2·
6H2O的摩尔比为1:30。
[0021]所述S204中，加热温度为110℃，反应时间为20
‑
28h；
[0022]所述205中，第二清洗剂为水和乙醇，清洗方式是采用水和乙醇交替清洗的方式。
[0023]本专利技术的另一目的是提供一种NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP纳米光催化剂的应用，即NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP纳米光催化剂在降解水中抗生素类污染物，如四环素等有机污染物中的应用。
[0024]有益效果：
[0025](1)本专利技术选择NH2‑
MIL
‑
101(Fe)作为载体，利用NH2‑
MIL
‑
101(Fe)的多级孔结构和纳米孔道的限阈效应，可以改善类贵金属NiCoP纳米粒子的分散性，增大比表面积，增加光催化反应的活性中心，最终提高光催化性能。同时，NH2‑
MIL
‑
101(Fe)可以对光催化进行固定化，有利于光催化剂的回收、循环使用，避免二次污染；
[0026](2)本专利技术采用原位沉积法，原位制备NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂，并以四环素(TC)为模拟污染物评价所得样品的光催化性能，考察了溶液中不同TC污染物浓度、光催化材料投加量、溶液PH、离子强度等因素影响下NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂对TC的降解效果的影响。结果表明，10mg的NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂对50mL，浓度为50mg/L的TC的降解效率在在2小时内达到90％以上；
[0027](3)本专利技术制备的复合纳米光催化剂表现出较好的稳定性，重复利用4次后，降解效率仍在80％以上。降解机理研究表明，
·
O2‑
和电子空穴是降解TC的主要活性物质，最终降解产物为H2O和CO2。
附图说明
[0028]图1为NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂的扫描电镜图(SEM)和元素分析图；
[0029]图2为NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂的X射线光电子能谱图(XPS)；
[0030]图3为NH2‑
MIL
‑
101(Fe)和NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂的傅里叶红外吸收光谱图(FT
‑
IR)；
[0031]图4是NH2‑
MIL
‑
1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂的制备方法,其特征在于，包括：S1、通过FeCl3·
6H2O、NH2‑
BDC和DMF制备NH2‑
MIL
‑
101(Fe)；S2、将NH2‑
MIL
‑
101(Fe)通过原位沉积法分散于NiCl2·
6H2O、CoCl2·
6H2O和RP的混合溶液中，制备NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂。2.根据权利要求1所述的一种NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于，所述S1包括S101、将FeCl3·
6H2O和NH2‑
BDC溶解于DMF中，得到均一混合溶液；S102、将混合溶液倒入聚四氟乙烯反应釜中加热反应；S103、加热反应后冷却，用第一清洗剂清洗后烘干，得到NH2‑
MIL
‑
101(Fe)。3.根据权利要求2所述的一种NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于，所述S102中，加热温度为110℃，反应时间为20
‑
28h。4.根据权利要求2所述的一种NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于，所述S103中，第一清洗剂为二甲基甲酰胺与甲醇，清洗方式是采用二甲基甲酰胺与甲醇交替清洗的方式。5.根据权利要求1所述的一种NH2‑
MIL
‑
101(Fe)@NiCoP复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于，所述S2包括S201、将NH2‑
MIL

【专利技术属性】
技术研发人员：许银银，吴涯璐，李爰缘，冯敬博，张岩，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：