[发明专利]一种CQD/UiO-66复合光催化材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种CQD/UiO‑66复合光催化材料及其制备方法和应用，属于光催化材料制备领域。通过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‑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‑66复合光催化材料。本发明通过操作简单的制备方法，制得具有更好的光催化活性的CQD/UiO‑66复合光催化材料，能够应用于光催化还原六价铬方面。

技术领域

本发明属于光催化材料制备领域，涉及一种CQD/UiO-66复合光催化材料及其制备方法和应用。

背景技术

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)。

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-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。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种CQD/UiO-66复合光催化材料及其制备方法和应用，解决单一相UiO-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。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种CQD/UiO-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-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-66复合光催化材料。

优选地，生物质材料为花生壳、果皮、麦皮中的一种或几种。

优选地，生物质材料粉末与尿素的质量比为1:1～5:1。

优选地，水热反应温度为120～200℃，水热反应时间为12～24h。

优选地，CQD、四氯化锆与2-氨基对苯二甲酸的反应投料比0.001～0.008g:0.2475～1.2375g:0.1924g。

优选地，溶剂热反应温度为100～180℃，溶剂热反应时间为12～36h。

优选地，生物质材料粉碎前进行干燥处理。