[發(fā)明專利]一種ZIF-8/rGO復(fù)合光催化劑及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310361375.X
• 申請(qǐng)日: 2023-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN116078437A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳鵬斐;賀斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所
• 主分類號(hào): B01J31/22
• 分類號(hào): B01J31/22;C02F1/30;C02F1/72;B01J21/18;B01J35/10;C01B15/01;C25B1/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 北京盛廣信合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 16117
• 代理人: 秦全

本發(fā)明公開了一種ZIF?8/rGO復(fù)合光催化劑及其制備方法與應(yīng)用，屬于催化劑和污水處理領(lǐng)域，包括以下步驟：（1）將Zn(NOsubgt;3/subgt;)subgt;2/subgt;·6Hsubgt;2/subgt;O溶液和二甲基咪唑溶液混合后持續(xù)攪拌反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到ZIF?8；（2）將GO水溶液加入至ZIF?8的乙醇分散液中，攪拌20?h后加熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，得到ZIF?8/rGO復(fù)合光催化劑。本發(fā)明還公開了上述制備方法制備得到的ZIF?8/rGO復(fù)合光催化劑及其在光催化降解抗生素產(chǎn)Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;中的應(yīng)用。本發(fā)明制備的ZIF?8/rGO復(fù)合材料可用于光電催化高效產(chǎn)Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;并降解污染物。該復(fù)合材料制備簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、成本低廉，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑和污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種ZIF-8/rGO復(fù)合光催化劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

光電催化與光催化類似，是將光敏半導(dǎo)體材料負(fù)載在導(dǎo)電基底上（如碳布、碳纖維、導(dǎo)電玻璃或鈦片等）作陽(yáng)極材料，并利用發(fā)光二極管（LED）燈作為光源，與其他模擬光源（如氙燈和汞燈）相比，LED等具有更低的能耗和更長(zhǎng)的壽命。光陽(yáng)極材料在光照條件下會(huì)產(chǎn)生具有強(qiáng)還原能力的e^-和具有強(qiáng)氧化能力的h⁺，通過(guò)恒定陽(yáng)極電位促使載流子定向分離和轉(zhuǎn)移，具體的，通過(guò)外部電路，來(lái)自陽(yáng)極半導(dǎo)體導(dǎo)帶（CB）的e^-可以移動(dòng)到對(duì)電極，從而抑制電子空穴對(duì)的復(fù)合，價(jià)帶（VB）中的H⁺可與H₂O反應(yīng)生成?OH，用于氧化污染物。光電催化作為一種新興的高級(jí)氧化工藝（AOP），在污染物降解方面顯示出巨大潛力。

過(guò)氧化氫(H₂O₂)作為一種環(huán)保型能源載體、氧化劑和環(huán)境修復(fù)劑，在有機(jī)合成、消毒、環(huán)境修復(fù)和持續(xù)的能源轉(zhuǎn)換/儲(chǔ)存等方面得到了廣泛的應(yīng)用。然而，以蒽醌為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)效率低下且污染嚴(yán)重，人們對(duì)開發(fā)綠色、節(jié)能、高效和可持續(xù)的H₂O₂制備方法進(jìn)行了大量的研究。近年來(lái)，光催化產(chǎn)H₂O₂由于只涉及H₂O、O₂、光和光催化劑，一般為直接兩電子或連續(xù)兩步單電子O₂還原，且生成的H₂O₂通過(guò)光-Fenton進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為羥基自由基?OH促進(jìn)有機(jī)污染物的降解，實(shí)現(xiàn)了只消耗太陽(yáng)能和水的綠色可持續(xù)過(guò)程。

因此，如何拓展光催化劑種類，為光催化產(chǎn)H₂O₂提供多種催化劑種類是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種ZIF-8/rGO復(fù)合光催化劑及其制備方法與應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種ZIF-8/rGO復(fù)合光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）將Zn(NO₃)₂·6H₂O溶液和二甲基咪唑溶液混合后持續(xù)攪拌反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到ZIF-8；

（2）將GO水溶液加入至ZIF-8的乙醇分散液中，攪拌20h后加熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，得到所述ZIF-8/rGO復(fù)合光催化劑。

其中，本領(lǐng)域公知的，本發(fā)明中的GO為氧化石墨烯。