[发明专利]BiOBr与MOF材料的复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于复合光催化剂技术领域，具体涉及一种BiOBr与MOF材料的复合光催化剂及其制备方法和应用。本发明目的在于通过沉积法将UiO‑66‑NH₂与BiOBr进行结合，BiOBr附着在UiO‑66‑NH₂上，保持UiO‑66‑NH₂的结构基本不变，而且水热稳定性提高，使用寿命也得到延长。同时将两个具有光催化能力的材料复合，有效发挥两者的协同光催化性能，形成优势互补。

技术领域

本发明属于复合光催化剂技术领域，具体涉及一种BiOBr与MOF材料的复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

环境污染和能源危机已逐渐危及人类的生存，光催化技术被认为是解决能源和环境问题最有效、最具前景的方法。UiO-66是目前已知金属有机骨架材料中配位数最高的一种，稳定性良好，具备一定的光响应能力，同时具备一定数量的不饱和金属配位，是一类被重点研究的光催化材料。UiO-66-NH₂是一种常见的UiO-66材料衍生物，具备更加优秀的光响应能力，光催化的能力也得到相应提升。

铋基光催化材料因其独特的层状结构、高效的光催化活性、良好的稳定性、无毒和造价低廉等一系列优点而被人们持续关注，作为一种很有发展前景的光催化剂在太阳能转换和环境修复领域都有着极为广阔的发展空间。BiOBr由于独特的电子结构、晶体结构、间接过渡模式和诱导极矩，非常适合用于光催化领域。

将UiO-66-NH₂与BiOBr进行结合，使UiO-66-NH₂的高稳定性和BiOBr的高光催化活性得到优势互补，提高光催化剂的催化能力。

发明内容

本发明目的在于通过沉积法将UiO-66-NH₂与BiOBr进行结合，BiOBr附着在UiO-66-NH₂上，保持UiO-66-NH₂的结构基本不变，而且水热稳定性提高，使用寿命也得到延长。同时将两个具有光催化能力的材料复合，有效发挥两者的协同光催化性能，形成优势互补。

本发明所提供的技术方案如下：

一种BiOBr与MOF材料的复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备2-氨基对苯二甲酸、四氯化锆、N,N-二甲基甲酰胺和冰醋酸的混合溶液；

2)将步骤1)得到的所述混合溶液在水热反应釜中加热反应，将反应物过滤，得到固体粗产物，将所述固体粗产物用醇,优选为甲醇，清洗若干次，再真空干燥，得到MOF材料UiO-66-NH₂；

3)制备UiO-66-NH₂、NaBr和HBr的混合溶液A；

4)制备Bi(NO₃)₃·5H₂O和N,N-二甲基甲酰胺的溶液B；

5)将所述的溶液B逐滴加入到所述的混合溶液A中，搅拌后在室温下保存，生成沉淀，收集沉淀产物，用去离子水清洗若干次，真空干燥，得到BiOBr与MOF材料的复合光催化剂。

上述技术方案，通过水热法制备得到UiO-66-NH₂，再通过沉积法制备得到BiOBr与UiO-66-NH₂的复合光催化剂。

具体的，步骤1)中：2-氨基对苯二甲酸、四氯化锆、N,N-二甲基甲酰胺和冰醋酸的用量比为：180～220mg:200～240mg:30～60ml:5～10ml。

具体的，步骤1)包括：称取2-氨基对苯二甲酸和四氯化锆，溶于N,N-二甲基甲酰胺中，超声震荡，再移至磁力搅拌器，在搅拌的同时加入冰醋酸。超声震荡时间为10～20min，搅拌时间为10～20min。