[发明专利]一种硝基钴酞菁/凹凸棒石复合光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光催化材料制备领域，涉及一种硝基钴酞菁/凹凸棒石复合光催 化剂的制备方法。

背景技术

酞菁由于具有很好的催化活性，稳定的化学性质和良好的光/热稳定性。酞 菁的中心内腔中含有2个可以被其他元素所取代的氢原子，可取代的元素大约 有70多种。酞菁中心空穴的周围就具有9个碳氮共轭双键，酞菁具有优异的光 电性质是由于酞菁共轭体系的电子离域效应，酞菁所具有高度平面特性的大环 配体，使得催化反应可以发生在平面的轴向位置。

金属酞菁的可见催化氧化技术还在探索研究和起步阶段，到目前的研究为 止，催化效率都不是很高，这些都是影响其成为优良催化剂需要攻克的难题。 所以，分析影响金属酞菁催化效率的原因，找出提高催化效率的方法是具有重 要现实意义和巨大应用价值的。

凹凸棒石(ATP)是一种含水富镁硅酸盐的链层状结构的粘土矿物，因其具 有良好的流变性、独特的胶体性能以及载体功能，在催化氧化、有机合成以及 光催化等催化领域上得到广泛应用。ATP层状结构中的羟基和金属离子可以分别 形成B氏酸位和L氏酸位，而ATP高度发达的孔结构以及比表面积使其对NH3 具有较高的吸附能力。

因此，研究者对于凹凸棒石作为催化新材料的探索性研究基本是将其作为 催化剂载体的应用，运用超声浸渍法将金属酞菁负载在凹凸棒石上，从而来提 高金属酞菁的催化性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种硝基钴酞菁/ 凹凸棒石复合光催化剂的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种硝基钴酞菁/凹凸棒 石复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)凹凸棒石的预处理

凹凸棒石粘土中加入浓硝酸，120～150℃加热搅拌8～10h，冷却，水洗至 中性。

(2)硝基钴酞菁的制备

将邻苯二甲腈、氯化钴、催化剂1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯和 溶剂正戊醇加入反应容器中，通入氮气，130～150℃加热搅拌回流反应6～8h， 冷却静置到室温，抽滤，洗涤，烘干，得到粗品。

(3)硝基钴酞菁/凹凸棒石复合光催化剂的制备

将硝基钴酞菁和凹凸棒石加入乙醇溶液中，超声负载2～4h，得到硝基钴酞 菁/凹凸棒石复合光催化剂。

进一步地，步骤(1)中硝酸的浓度为50～70wt％。

进一步地，步骤(2)中邻苯二甲腈和氯化钴的摩尔比为4：1，邻苯二甲腈 与1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯的质量比为1.5～4：1。

进一步地，步骤(2)中烘干后的粗品需要进行酸洗和碱洗：将粗品放至盐 酸溶液中，搅拌加热至90℃，反应1h后旋蒸；再将其放至氢氧化钠溶液中， 搅拌加热至90℃，反应1h后旋蒸，得到绿色固体，即纯硝基钴酞菁。

进一步地，步骤(3)中硝基钴酞菁和凹凸棒石的摩尔比为4：1。

本发明的有益效果是：硝基钴酞菁/凹凸棒石复合光催化剂制备产率高，纯 度高；实现了对污染物孔雀石绿的有效降解，其光催化活性要明显好于纯硝基 钴酞菁颗粒。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为硝基钴酞菁和实施例1制备的硝基钴酞菁/凹凸棒石的XRD图，a为 硝基钴酞菁，b为硝基钴酞菁/凹凸棒石；

图2为凹凸棒石和实施例1制备的硝基钴酞菁/凹凸棒石的TEM图，a为凹 凸棒石，b为硝基钴酞菁/凹凸棒石；

图3为凹凸棒石和实施例1制备的硝基钴酞菁/凹凸棒石的SEM图，a为凹 凸棒石，b为硝基钴酞菁/凹凸棒石；

图4为在氙灯照射下，凹凸棒石、硝基钴酞菁和实施例1制备的硝基钴酞 菁/凹凸棒石对孔雀石绿的降解率对比图，a为硝基钴酞菁，b为凹凸棒石，c为 硝基钴酞菁/凹凸棒石。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明 而不是对本发明的进一步限定。

实施例1

(1)凹凸棒石的预处理