【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能材料制备，具体涉及一种用于光催化产过氧化氢及原位活化的水热碳基复合光催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、由病原微生物所致的细菌感染是严重危害人类健康的一种传染病，其传播速度极快。灭菌工程在全世界依然是一项挑战。氯化、二氧化氯、臭氧和紫外线四种灭菌方法是目前最常用的。但其致癌副产物(如三氯乙烷、卤代乙酸)、工艺复杂等缺点也不容忽视。h2o2作为一种环保的长寿命活性氧，可以释放出高活性的自由基来杀死细菌。过氧化氢(h2o2)是一种常见的环保型氧化剂，在废水处理和消毒、有机合成、制浆造纸等领域有着广泛的应用。目前，95％以上的商业h2o2是使用传统的蒽醌(aq)方法生产的。然而，这种方法存在严重的环境问题，包括加氢和氧化过程中大量的能源消耗，以及在水氧化过程中产生大量的废水、废气和固体废物。因此，迫切需要以可持续的方式大规模生产h2o2。通过利用太阳能原位产生h2o2，产生的h2o2可以转化为强大的氧化性自由基，在阳光照射下杀菌或去除有机污染物。然而到目前为止，利用太阳能大规模合成h2o2还具有挑战性。
2、在过去的几十年中，已经开发出各种用于h2o2生产的光催化剂，如tio2、zno和cn等。制备先进的光催化剂和开发合适的氧还原策略是在纯水条件下高效合成h2o2的关键。水热碳是一种通过水热处理生物质得到的碳基材料。水热碳具有半导体性质，水热碳因其合成工艺简单、成本低而受到光催化领域的广泛关注。由金属离子或团簇与有机配体自组装而成的金属有机框架材料(mofs)因其高孔隙率、大比表面积、低毒性和丰富的表面活
3、进一步的研究表明，水热碳可以吸收高达1300纳米的太阳能，覆盖从紫外线到近红外的太阳光谱。单独的水热碳在原位光催化生产h2o2方面表现出优异的产率和循环稳定性，在阳光照射1小时下产率约为612μmol/g/h，但是，水热碳中缺乏活化过氧化氢的活性位点，光催化杀菌或降解有机污染物效果较差。
4、在实际应用中，高e-/h+复合速率导致水热碳光催化性能较差；nmil-101(fe)在可见光区长波长处表现出较差的电子/空穴(e-/h+)分离能力和有限的吸收能力，使得其光催化效率仍然不理想。单纯半导体mof在光催化灭菌和污染物降解方面效率较低，因此，提高e-/h+的分离效率是至关重要的。目前h2o2的生产、储存和运输仍然很危险和昂贵，因为它需要氢气作为原料，有毒的有机溶剂以及额外的高能量输入。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于光催化产过氧化氢及原位活化的水热碳基复合光催化剂及其制备方法，该催化剂廉价易得、稳定性强、反应活性位点多且在纯水中光催化产过氧化氢能力高，表现出高效的光催化灭活效率，具有实际应用前景。
2、本专利技术水热碳基复合光催化剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
3、(1)制备水热碳
4、将生物质材料溶解于纯水中，再加入硫酸，分散均匀，在鼓风干燥箱160-200℃恒温水热反应12h-24h，反应结束后，用去离子水和乙醇对反应沉淀物进行离心、洗涤和干燥，得到固体产物即为水热碳。
5、其中，生物质材料为废弃咖啡渣、树叶或木质素中的任意一种，生物质材料添加量为2.4g，硫酸与纯水的体积比为0.01-0.05，硫酸浓度为0.18mol/l-0.90mol/l。
6、(2)制备水热碳基复合光催化材料
7、将水热碳溶解于金属有机框架前驱体中，水热碳用量为金属有机框架前驱体质量的2倍。在鼓风干燥箱100-150℃恒温水热反应20h，反应结束后，用去离子水和乙醇对反应沉淀物进行离心、洗涤和干燥，得到固体产物即为用于高效光催化产过氧化氢及原位活化的水热碳基复合光催化材料。
8、步骤二中，金属有机框架前驱体由有机配体2-氨基对苯二甲酸和六水三氯化铁组成。
9、有机配体2-氨基对苯二甲酸的添加量为六水三氯化铁质量的10％-50％。
10、本专利技术的水热碳基复合光催化材料应用于光催化产过氧化氢及原位活化。
11、本专利技术的技术效果是：
12、(1)本专利技术制备流程简单，操作简便，通过两步水热法制备出水热碳基复合光催化剂，材料廉价易得，节约成本。
13、(2)本专利技术制备的水热碳基复合光催化剂促进水热碳内部的电子迁移，且能获得更窄的带隙宽度，有利于载流子的分离，从而降低电子-空穴对的复合率，具有很好的热稳定性和可重复利用性。
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1.一种水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：
2.根据权利要求1所述的水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，生物质材料为咖啡渣、树叶或木质素中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，硫酸与纯水的体积比为0.01-0.05，硫酸浓度为0.18mol/L-0.90mol/L。
4.根据权利要求1所述的水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，水热反应的温度为160-200℃，水热反应的时间为12h-24h。
5.根据权利要求1所述的水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，金属有机框架前驱体由有机配体2-氨基对苯二甲酸和六水三氯化铁组成。
6.根据权利要求5所述的水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述有机配体2-氨基对苯二甲酸的添加量为六水三氯化铁质量的10％-50％。
7.根据权利要求1所述的水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，水热碳的用量为金
8.根据权利要求1所述的水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，水热反应的温度为100-150℃，水热反应的时间为20h。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述方法制备的水热碳基复合光催化剂。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述方法制备的水热碳基复合光催化剂的应用，其特征在于，所述复合光催化剂用于光催化产过氧化氢及原位活化。
...【技术特征摘要】
1.一种水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：
2.根据权利要求1所述的水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，生物质材料为咖啡渣、树叶或木质素中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，硫酸与纯水的体积比为0.01-0.05，硫酸浓度为0.18mol/l-0.90mol/l。
4.根据权利要求1所述的水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，水热反应的温度为160-200℃，水热反应的时间为12h-24h。
5.根据权利要求1所述的水热碳基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，金属有机框架前驱体由有机配体2-氨基对苯二甲...
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