【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及光催化材料，特别是涉及一种铋和锆双金属有机框架复合光催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、光催化剂的种类繁多，单一的铋基或锆基光催化剂受限于材料自身的缺陷，催化效果并不理想。近年来，金属有机框架(mofs)材料由于其可控的结构和优越的光催化性能，受到了广泛关注。
2、金属有机框架(mofs)材料是以金属离子或团簇和有机配体之间的配位作用自组装形成的新型多孔晶体材料，它结合了有机和无机多孔材料的特性。mofs在气体分离、储存、催化、药物传递、污染物去除、光学和发光材料的开发等领域得到了广泛应用。mofs材料有许多特点：结构可调(形貌、性能)、高孔隙率、高比表面积、晶格稳定、易于设计与合成、任何金属均有合成mofs的可能性。它们的有机连接物可以有效获取光能，并通过配体—金属簇电荷跃迁的方式激活金属位点。这些特点使得mofs非常适合作为光催化剂应用于废水处理中。
3、bi、zr双金属有机框架材料综合了bi基材料、锆基材料和mofs材料的优点，具有极大的应用潜力。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例提供一种铋和锆双金属有机框架复合光催化剂及其制备方法和应用，通过水热、微波水热两步法获得了铋和锆双金属有机框架复合光催化剂，具有结构可调、孔隙大、带隙宽度适宜等优点。和单一的铋基或锆基光催化剂相比，本申请拓展了可见光响应范围，并且提高了光生载流子的分离效率，从而使光催化效率得到显著提高，光催化反应迅速，对有机染料具有高效催化降解性能，能够有效克服
2、本申请实施例第一方面提供一种铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)将铋源和均苯三甲酸溶于乙酸溶液中，超声、搅拌交替进行直至完全溶解，进行水热反应，烘干、研磨后得到以均苯三甲酸为配体的铋基金属有机骨架材料，即bi-btc；
4、(2)将所述bi-btc溶于有机溶剂中，超声、搅拌交替进行直至充分混合，得到溶液a；
5、(3)将锆源和对苯二甲酸溶于有机溶剂中，加入乙酸和氨水溶液，得到溶液b；
6、(4)将所述溶液a和溶液b混合，超声、搅拌交替进行直至充分混合，进行微波水热反应，烘干、研磨后得到铋和锆双金属有机框架复合光催化剂。
7、在可以包括上述实施例的一些实施例中，步骤(1)中，水热反应温度为120℃，水热时间为12h。
8、在可以包括上述实施例的一些实施例中，步骤(4)中，所述微波水热反应温度为130℃，时间为2h。
9、在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述铋源采用五水合硝酸铋，所述五水合硝酸铋:均苯三甲酸的质量比为(0.05-0.15):0.75。
10、在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述锆源采用四氯化锆，所述bi-btc:四氯化锆:对苯二甲酸的质量比为(0.05-0.3):0.23:0.16。
11、在可以包括上述实施例的一些实施例中，步骤(2)和步骤(3)中，所述有机溶剂采用dmf溶剂。
12、本申请实施例第二方面还提供一种如上述的制备方法制得的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂。
13、在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述复合光催化剂包括有机框架材料，所述有机框架材料上负载有铋金属和锆金属。
14、本申请实施例第三方面还提供一种如上述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂在降解有机染料中的应用。
15、在可以包括上述实施例的一些实施例中，包括以下步骤：将铋和锆双金属有机框架复合光催化剂与碱性荧光染料的水溶液混合，搅拌，在黑暗条件下达到吸附-解吸平衡后，在可见光波长范围光照条件下进行光催化反应，完成对碱性荧光染料的去除；所述铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的添加量为每毫升碱性荧光染料的水溶液中添加铋和锆双金属有机框架复合光催化剂0.4mg；或
16、所述碱性荧光染料的水溶液中含有碱性荧光染料10mg/l；或
17、所述碱性荧光染料为罗丹明b；或
18、所述可见光波长范围≥420nm；所述光催化反应在室温下进行。
19、本申请实施例与现有技术相比，具有如下有益效果：
20、(1)本申请通过水热、微波水热法合成的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂，制备方法消耗的时间短、所需能量少且成本低；得到的复合光催化剂性能稳定、循环性好，在废水处理领域有广泛的应用前景。
21、(2)本申请的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂对有机污染物的光催化效果明显增强，能够快速去除水体中的有机污染物，实现对污染物的高效降解。
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1.一种铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，水热反应温度为120℃，水热时间为12h。
3.根据权利要求1所述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述微波水热反应温度为130℃，时间为2h。
4.根据权利要求1所述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述铋源采用五水合硝酸铋，所述五水合硝酸铋:均苯三甲酸的质量比为(0.05-0.15):0.75。
5.根据权利要求1所述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述锆源采用四氯化锆，所述Bi-BTC:四氯化锆:对苯二甲酸的质量比为(0.05-0.3):0.23:0.16。
6.根据权利要求1所述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中，所述有机溶剂采用DMF溶剂。
7.一种如权利要求1～6中任一项所述的制备方法制得的铋
8.根据权利要求7所述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂，其特征在于，所述复合光催化剂包括有机框架材料，所述有机框架材料上负载有铋金属和锆金属。
9.一种如权利要求7或8所述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂在降解有机染料中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将铋和锆双金属有机框架复合光催化剂与碱性荧光染料的水溶液混合，搅拌，在黑暗条件下达到吸附-解吸平衡后，在可见光波长范围光照条件下进行光催化反应，完成对碱性荧光染料的去除；所述铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的添加量为每毫升碱性荧光染料的水溶液中添加铋和锆双金属有机框架复合光催化剂0.4mg；或
...【技术特征摘要】
1.一种铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，水热反应温度为120℃，水热时间为12h。
3.根据权利要求1所述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述微波水热反应温度为130℃，时间为2h。
4.根据权利要求1所述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述铋源采用五水合硝酸铋，所述五水合硝酸铋:均苯三甲酸的质量比为(0.05-0.15):0.75。
5.根据权利要求1所述的铋和锆双金属有机框架复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述锆源采用四氯化锆，所述bi-btc:四氯化锆:对苯二甲酸的质量比为(0.05-0.3):0.23:0.16。
6.根据权利要求1所述的铋和锆双金...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋忠诚，石文楷，孙丽侠，郁超，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：
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