一种CQD/UiO-66复合光催化材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种CQD/UiO

【技术实现步骤摘要】
一种CQD/UiO
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66复合光催化材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光催化材料制备领域，涉及一种CQD/UiO
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66复合光催化材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]铬是一种典型的造成水体污染的重金属污染物，其在自然界中存在两个价态，六价态的铬Cr(VI)和三价态的铬Cr(III)。其具有剧毒、潜在致癌性和不可降解性,会对生态系统和生物有机体构成严重威胁，已被列入重点污染物的名单。针对工业Cr(VI)污染水体的处理通常可分为两类：一是使废水中呈溶解状态的Cr(VI)转变成不溶的Cr(III)从废水中去除。可应用方法如化学还原沉淀法、铁氧体法、电解法等，该类方法适合处理高浓度含Cr(V1)废水。二是将废水中的Cr(VI)在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，该方法适合低浓度Cr(VI)废水，离子交换、膜过滤、吸附、反渗透法、电渗析法是最常用的处理方法，普遍存在的问题是对于Cr(VI)的选择性不高，处理成本高，易造成二次污染。与其它方法相比，光催化是一种反应速率更快，去除率更高的方法，能将Cr(VI)还原成毒性更小的Cr(III)。
[0003]金属有机骨架(MOFs)是由无机团簇和有机连接剂组装而成，由于其具有高比表面积和可调节的孔结构等特点，被广泛研究为染料去除、重金属去除、H2生成和CO2减排的催化剂。UiO
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66作为一种典型的金属有机骨架(MOF)，由于其超高的表面积以及超高的热/化学稳定性而受到广泛关注。但仍然存在很多缺点，如可见光响应能力低，电导率差等，导致其催化活性不高，极大地限制了其在催化领域的进一步应用。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种CQD/UiO
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66复合光催化材料及其制备方法和应用，解决单一相UiO
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66内部电子和空穴复合率高的问题，为实现材料高催化性能提供一种有效方法。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术公开了一种CQD/UiO
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66复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：将生物质材料粉碎后得到生物质材料粉末，将所得生物质材料粉末和尿素均匀分散于水中后，继续进行水热反应，得到反应液；将所得反应液先进行过滤透析处理，然后进行冷冻干燥，得到CQD；将四氯化锆和2
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氨基对苯二甲酸溶解于溶剂中，得到溶液A；将所得CQD溶解于所得溶液A中，得到混合溶液，将所得混合溶液进行溶剂热反应，溶剂热反应结束后得到固体产物，将所得固体产物经分离纯化后，得到CQD/UiO
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66复合光催化材料。
[0007]优选地，生物质材料为花生壳、果皮、麦皮中的一种或几种。
[0008]优选地，生物质材料粉末与尿素的质量比为1:1～5:1。
[0009]优选地，水热反应温度为120～200℃，水热反应时间为12～24h。
[0010]优选地，CQD、四氯化锆与2
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氨基对苯二甲酸的反应投料比0.001～0.008g:0.2475
～1.2375g:0.1924g。
[0011]优选地，溶剂热反应温度为100～180℃，溶剂热反应时间为12～36h。
[0012]优选地，生物质材料粉碎前进行干燥处理。
[0013]优选地，对所得反应液进行过滤透析处理的操作包括：先对进行抽滤得到澄清溶液，再将所得澄清溶液用1000Da的透析袋透析三天，每隔4h换水。
[0014]本专利技术公开了采用上述制备方法制得的一种CQD/UiO
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66复合光催化材料。
[0015]本专利技术公开了上述一种CQD/UiO
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66复合光催化材料在光催化还原六价铬方面的应用。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]本专利技术公开了一种CQD/UiO
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66复合光催化材料。通过引入CQD(碳量子点)使得复合光催化材料的比表面积增加，活性位点增加，可以吸附更多的污染物并对其进行降解；同时，CQD优良的导电性，可以及时的转移UiO
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66导带的光生电子，降低光生载流子的复合效率。经相关实验证明，本专利技术所述CQD/UiO
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66复合光催化材料具有更好的光催化活性。
[0018]本专利技术公开了上述CQD/UiO
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66复合光催化材料的制备方法。利用生物质材料花生壳为原料制备的CQD对UiO
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66进行表面修饰，实现利用导电性良好的CQD表面修饰UiO
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66，通过调控CQD的用量，采用一步溶剂热法制备CQD/UiO
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66复合光催化材料。因此，本专利技术所述CQD/UiO
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66复合光催化材料制备方法原料廉价易得，操作简单，易于工业化。
[0019]本专利技术公开了上述CQD/UiO
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66复合光催化材料在催化还原六价铬方面的应用。引入CQD可以提高UiO
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66的光催化性能，当CQD的用量为0.002g时，复合物表现最好的催化还原能力，光催化还原能力约为UiO
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66的3倍。因此，本专利技术所述CQD/UiO
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66复合光催化材料可以广泛应用于水体中污染物的催化降解领域。
附图说明
[0020]图1是本专利技术所述CQD/UiO
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66复合光催化材料的XRD图谱；
[0021]图2是本专利技术所述CQD/UiO
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66复合光催化材料的FT
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IR图谱；
[0022]图3是本专利技术所述CQD/UiO
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66复合光催化材料的紫外可见漫反射图谱；
[0023]图4是本专利技术所述CQD/UiO
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66复合光催化材料的光催化还原六价铬性能对比图。
具体实施方式
[0024]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0025]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CQD/UiO
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66复合光催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将生物质材料粉碎后得到生物质材料粉末，将所得生物质材料粉末和尿素均匀分散于水中后，继续进行水热反应，得到反应液；将所得反应液先进行过滤透析处理，然后进行冷冻干燥，得到CQD；将四氯化锆和2
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氨基对苯二甲酸溶解于溶剂中，得到溶液A；将所得CQD溶解于所得溶液A中，得到混合溶液，将所得混合溶液进行溶剂热反应，溶剂热反应结束后得到固体产物，将所得固体产物经分离纯化后，得到CQD/UiO
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66复合光催化材料。2.根据权利要求1所述的一种CQD/UiO
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66复合光催化材料的制备方法，其特征在于，生物质材料为花生壳、果皮、麦皮中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种CQD/UiO
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66复合光催化材料的制备方法，其特征在于，生物质材料粉末与尿素的质量比为1:1～5:1。4.根据权利要求1所述的一种CQD/UiO
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66复合光催化材料的制备方法，其特征在于，水热反应温度为120～200℃，水热反应时间为12～24h。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：强涛涛，尉梦笛，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：