[发明专利]一种碘氧化铋/钛基金属有机骨架复合材料的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种碘氧化铋/钛基金属有机骨架复合材料的制备方法及应用，属于复合材料制备技术领域。本发明首先制备出功能化NH₂‑MIL‑125(Ti)材料，然后按配比将NH₂‑MIL‑125(Ti)样品加入到碘化钾水溶液中，搅拌、超声后形成溶液A，将五水合硝酸铋的乙二醇溶液，作为溶液B；在搅拌条件下将溶液B逐滴滴加到溶液A后，搅拌均匀后在80℃水浴锅中继续搅拌反应1～3h，最后将所得产物过滤、洗涤、干燥后，获得BiOI/NH₂‑MIL‑125复合材料。本发明复合材料的复合界面有利于分离电子‑空穴对，增强电荷转移速率，降低电子和空穴对复合的概率，使得载流子具有较长的寿命，从而具有优异的光催化性能。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种光催化材料的制备及应用，更具体地说，本发明涉及一种碘氧化铋/钛基金属有机骨架复合材料的制备方法及应用。

背景技术

环境中低浓度、高毒性、难降解的有机污染物，很难用基于高浓度、外加计量反应试剂为基础的传统的物化方法(如沉降、湿式氧化等)，以及生化技术进行处理。研究表明现行的污水处理工艺对环境激素去除效果欠佳，生物处理方法已被证实不能有效降解绝大多数环境激素，而且生物去除部分通常是污泥吸附占主导作用，污染物以更高的含量在污泥中存在并可能通过固废形式造成二次污染。光催化高级氧化技术是利用光催化剂在光照下形成的具有强氧化还原能力的电子和空穴对，以及衍生的各种强氧化性的自由基(如羟基自由基、超氧自由基等)彻底降解并矿化有机污染物的方法，已成为环境保护领域研究的热点。

在光催化降解污染物的整个反应过程中，光催化剂激发、载流子迁移分离和表面化学反应是影响光催化效率的关键步骤。光催化剂激发是指光催化材料被太阳光激发产生电子-空穴对，该步骤决定了光催化材料对太阳光的利用率，决定了光生载流子产生量，是光催化技术的基础；载流子迁移分离是指光生载流子迁移到材料表面，实现光生电子-空穴对的有效利用，决定光催化量子效率；表面化学反应指分离的电子、空穴以及形成的活性基团降解有机污染物的过程，表面化学反应速率通常会因降解物质在催化剂表面吸附慢而受限制，决定光催化降解污染物效率。为此，研制宽太阳光谱响应、高效光生载流子迁移分离能力和强吸附富集能力的光催化材料是目前光催化降解环境污染物的研究重点。

然而单独BiOI或者金属有机骨架材料，由于光生电子-空穴对容易复合，使得量子效率低、光催化效果差。如果把两种材料复合，形成复合半导体，可以扩大激发光波长范围，充分利用太阳能，并且可以促使光生电子与空穴的分离，提高量子效率，提高光催化效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碘氧化铋/钛基金属有机骨架复合材料的制备方法及应用。

为了实现本发明的上述第一个目的，本发明采用如下技术方案：

一种碘氧化铋/钛基金属有机骨架复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)制备NH₂-MIL-125(Ti)

将无水N,N二甲基甲酰胺、无水甲醇按比例混合均匀，形成混合液1；然后向混合液1中加入适量2-氨基对苯二甲酸，搅拌均匀后形成混合液2；再向混合液2中加入适量钛酸四丁酯，继续搅拌，形成均匀混合液3；将混合液3转移至高压反应釜中，密封，将反应釜的反应温度升至150℃，并在150℃条件下反应72h，最后自然冷却，过滤得到晶体，将所得晶体经洗涤过滤后，置于干燥箱中干燥，即得到所述的NH₂-MIL-125(Ti)样品；

(2)制备BiOI/NH₂-MIL-125复合材料