一种LDH/UiO-66-NH2二元复合光催化材料的制备方法及降解双氯芬酸的方法

本发明属于光催化材料及环境，主要涉及一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料的制备方法及降解双氯芬酸的方法。

背景技术：

1、水环境问题一直得到广泛的关注，传统的污水处理方法对生活污水的净化效率较高。然而，随着各类药品逐渐用于处方中后，水环境中广泛存在低浓度(ppm或ppb(ng/μg·l-1))的药物化合物(phacs)，也称之为紧急污染物(ec)，其对水环境中的生物具有一定的潜在危险性。由于传统污水处理方式对药物化合物的消除效率低，故污水处理厂(wwwts)成为phacs排放到水体中的主要来源。为减少此类污染物对环境的影响，已开展了多项污染物去除的方法。

2、双氯芬酸(dcf)作为典型的非甾体抗炎药使用范围较为广泛，据报道，其全球消耗量估计为每年940吨，所以通常被用作模型化合物，以研究不同过程(如光催化降解等)对去除效能的影响。在环境浓度高达1.2μg·l-1时，它仍然是最常见的检测化合物之一。dcf与水样中存在的其他phac结合使用，毒性效应会显著增加。

3、金属有机骨架材料(metal-organic frameworks,mofs)是一类新型的高度有序的多孔晶体杂化材料，具有晶体性质、超高孔隙度、功能多样、结构多变、比表面积和孔体积大、孔径均匀、以及优良的光电性能、高的热稳定性和机械稳定性强等特点。氨基功能化zr基mofs材料具有超强的结构稳定性，主要归因于其骨架中稳定的zr-o键，这也解释了其在污水处理以及多相催化方面中得到广泛应用的原因。将其与层状水滑石材料复合，可以有效促进复合体系的催化效能，同时对于mgal-ldh的疏水效能也具有一定的改善。然而，传统的mofs材料与水滑石掺杂通常需要两到三步以上，材料制备过程较为冗杂，为进一步提升材料制备效率，亟需开发一种步骤简便的复合材料制备方式。

技术实现思路

1、本发明为了解决排放污水中具有生物毒性的双氯芬酸，造成环境污染的不良影响的技术问题，提供了一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料的制备方法及降解双氯芬酸的方法。

2、一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料的制备方法，具体按以下步骤进行：

3、一、将zrcl4、2-氨基对苯二甲酸、mgal-ldh、n,n-二甲基甲酰胺和乙酸溶液混合，超声分散，得到混合液；

4、二、将步骤一获得的混合液放入具有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中加热，冷却，洗涤，真空干燥，研磨，获得ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料，完成制备。

5、所述mgal-ldh的制备方法如下：

6、将mg(no3)2·6h2o和al(no3)3·9h2o溶解在去离子水中，然后加入尿素；室温下搅拌悬浮液5min，将体系转移至水热反应釜中，控制反应温度为110℃，处理24h；用去离子水洗涤水热釜内混合物质后，将混合物质通过高速离心机离心，收集底部白色沉淀，所得产物在真空干燥箱中，60℃干燥12h，研磨获得mgal-ldh。

7、一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料降解双氯芬酸的方法，该方法如下：

8、在可见光光照条件下，将所述ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料投加到废水中，控制投加量为0.01～0.5g/l。

9、选用共存离子及腐殖酸作为体系初始环境因素对mgal-ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料(unl)的光催化效能进行分析；同时选用自来水、初沉池出水及二沉池出水作为污染物分散体系，验证mgal-ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料(unl)具有实际应用潜能。

10、本材料可应用于高浓度有机物(抗生素)的光催化降解，mgal-ldh/uio-66-nh2复合材料投入模拟废水(双氯芬酸溶液)，暗光条件下吸附饱和后室温下进行可见光照射降解污染物。

11、本发明有益效果：

12、1.本发明建立了一种简便的一步水热合成mgal-ldh/uio-66-nh2材料的方法，具有高效、可控便捷的特点:

13、2.本方法可以实现水环境中双氯芬酸的高效削减；

14、3.本方法对于实际水体中低浓度(ppm)的双氯芬酸也具有较高的削减效能；

15、4.本方法对于双氯芬酸的降解速率高，可实现短时间大批量的降解；

16、5.本方法能够高效降解实际水体中的双氯芬酸，对于地表水的净化有一定作用，能够满足高效、经济、可持续以及绿色发展的国家重大需求，为水环境中抗生素的治理提供了技术及理论支撑。

17、本发明采用一步水热合成法制备了mgal-ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料，增强光催化材料捕获电子的能力，强化光生电子与空穴的分离效率。通过调整mgal-ldh和uio-66-nh2的掺杂比例，以可见光照射条件下双氯芬酸的降解反应为探针，获得具有高催化效能掺杂比例的复合材料，通过对多种影响因素进行调整，探究此材料的实际应用影响因素。该材料对于含抗生素的废水具有极高的处理效果，能够应用于实际水体中，前景十分广阔。

18、本发明制备的光催化材料用于水处理领域。

技术特征：

1.一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料的制备方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料的制备方法，其特征在于步骤一所述混合液中zrcl4的浓度为2～6g/l。

3.根据权利要求1所述的一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料的制备方法，其特征在于步骤一所述混合液中2-氨基对苯二甲酸的浓度为1.3～4.8g/l。

4.根据权利要求1所述的一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料的制备方法，其特征在于步骤一所述n,n-二甲基甲酰胺的用量为20～50ml。

5.根据权利要求1所述的一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料的制备方法，其特征在于步骤一所述乙酸溶液的用量为5～15ml，质量浓度为10～50％。

6.根据权利要求1所述的一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料的制备方法，其特征在于步骤一所述混合液中mgal-ldh浓度为1.07～17.13g/l。

7.根据权利要求1所述的一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料的制备方法，其特征在于步骤一所述mgal-ldh的制备方法如下：

8.根据权利要求1所述的一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料的制备方法，其特征在于步骤二控制加热温度为100～250℃，加热时间为10～24h。

9.如权利要求1制备的一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料降解双氯芬酸的方法，其特征在于该方法如下：

10.根据权利要求9所述的一种ldh/uio-66-nh2二元复合光催化材料降解双氯芬酸的方法，其特征在于废水初始ph为2～10，废水中双氯芬酸初始浓度为0.1～50mg/l，控制处理时间为20～180min。

技术总结
一种LDH/UiO‑66‑NH2二元复合光催化材料的制备方法及降解双氯芬酸的方法，本发明属于光催化材料及环境技术领域。本发明为了解决排放污水中具有生物毒性的双氯芬酸，造成环境污染的不良影响的技术问题。一、将ZrCl<subgt;4</subgt;、2‑氨基对苯二甲酸、MgAl‑LDH、N,N‑二甲基甲酰胺和乙酸溶液混合；二、水热反应。本发明将复合材料应用于废水中有机物的处理时，对双氯芬酸废水具有较高的光催化降解效能。此催化剂对含抗生素废水具有较高的去除效果，降解副产物较少，实际应用前景广阔。本发明制备的光催化材料用于水处理领域。

技术研发人员：任宏宇,王佳航,孔凡英,刘冰峰,任南琪
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13