一种COF-C4N/NH2-Bi2O3复合光催化剂及其制备方法和应用

本发明涉及光催化剂，特别是涉及一种cof-c4n/nh2-bi2o3复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、氯酚是重要的化学原料，是工业生产的原料，已广泛应用于除草剂、医药中间体、木材防腐剂和农药的商业规模。氯酚具有腐蚀性和毒性，在水生环境中普遍存在并积累，并对人体的皮肤、眼睛和呼吸系统有害，这促使研究人员采用高效光催化剂的太阳能驱动技术进行绿色修复。构建异质结光催化剂体系是实现太阳能驱动分解氯酚类污染物的有效途径之一，有效的光诱导电荷分离对于实现降解有机污染物的高光催化活性至关重要。

2、共价有机框架(cofs)是由强共价键连接有机单体组成的晶体固体，为多孔的框架材料，具有比表面积大，骨架密度低，稳定性强，结构可编程，载流子传输速率高等优点。cofs所具有的框架结构和类似于纳米碳材料的晶体特性，可以携带足够的活性位点和精确控制其与活性位点的协调环境。

3、在许多半导体金属氧化物中，β-bi2o3由于其带隙窄，能级低和良好的光学响应特性而表现出高的光催化活性。可用于降解有机物，但催化降解性能较差。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种cof-c4n/nh2-bi2o3复合光催化剂及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种用于氯苯酚降解的复合光催化剂，所述复合光催化剂为cof-c4n/nh2-bi2o3复合光催化剂。

4、本发明还提供所述复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

5、(1)将氨基表面改性的nh2-bi2o3、六酮环己烷八水合物和乙酸分散在混合溶液中超声、搅拌，随后加入三亚苯-2,3,6,7,10,11-六胺六盐酸盐超声反应；

6、(2)将步骤(1)所得分散液进行通氮气--抽真空后，使用冷冻-解冻进行脱气、烘干，得到粗产物；

7、(3)粗产物经过滤洗涤、提纯，即可得到所述复合光催化剂。

8、优选的是，所述氨基表面改性的nh2-bi2o3的制备方法为：将β-bi2o3分散在3-氨基丙基三乙基硅烷的乙醇溶液超声30min，之后搅拌24h，将所述分散物经无水乙醇洗涤，在80℃下干燥12h。

9、优选的是，所述氨基表面改性的nh2-bi2o3、六酮环己烷八水合物和乙酸的比例为100mg：25mg：0.5ml。

10、优选的是，所述三亚苯-2,3,6,7,10,11-六胺六盐酸盐与所述氨基官能化的bi2o3-nh2的质量比为25.5：100。

11、优选的是，所述乙酸的浓度为4m。

12、优选的是，所述混合溶液包括均三甲苯和1，4-二氧六环。

13、优选的是，所述烘干温度为150℃，烘干时间为72h。

14、优选的是，所述过滤洗涤为利用四氢呋喃进行过滤洗涤。

15、优选的是，所述提纯具体为：用四氢呋喃进行索氏提取，至流出液体为无色时停止；将得到的固体产物在100℃下真空干燥24h，即可得到cof-c4n/nh2-bi2o3复合光催化剂。

16、本发明还提供所述复合光催化剂在制备降解氯苯酚的产品中的应用。

17、优选的是，所述氯苯酚包括2-氯苯酚。

18、本发明还提供一种用于降解氯苯酚的产品，包括所述复合光催化剂。

19、本发明还提供一种降解氯苯酚的方法，利用所述复合光催化剂或所述产品对水环境中的氯苯酚进行光催化降解处理。

20、基于上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

21、本发明制备了一种复合催化剂cof-c4n/nh2-bi2o3，制备方法简单高效，易于操作，有实际应用意义。本发明通过在氨基表面改性的bi2o3界面上原位生长cof-c4n制备得到复合光催化剂，可有效促进电荷分离，从而显著提升光催化降解性能，氙灯(780nm>λ>350nm)照射3.5h降解2-氯苯酚(2-cp)的降解率达到94.1％，最大降解速率常数为0.1091min-1，且本发明制备的复合催化剂cof-c4n/nh2-bi2o3具有优异的降解稳定性。

技术特征：

1.一种用于氯苯酚降解的复合光催化剂，其特征在于，所述复合光催化剂为cof-c4n/nh2-bi2o3复合光催化剂。

2.如权利要求1所述复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氨基表面改性的nh2-bi2o3的制备方法为：将β-bi2o3分散在3-氨基丙基三乙基硅烷的乙醇溶液超声30min，之后搅拌24h，将所述分散物经无水乙醇洗涤，在80℃下干燥12h。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氨基表面改性的nh2-bi2o3、六酮环己烷八水合物和乙酸的比例为100mg：25mg：0.5ml。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述三亚苯-2,3,6,7,10,11-六胺六盐酸盐与所述氨基表面改性的nh2-bi2o3的质量比为25.5：100。

6.如权利要求1所述复合光催化剂在制备降解氯苯酚的产品中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述氯苯酚包括2-氯苯酚。

8.一种用于降解氯苯酚的产品，其特征在于，包括权利要求1所述复合光催化剂。

9.一种降解氯苯酚的方法，其特征在于，利用权利要求1所述复合光催化剂或权利要求8所述产品对水环境中的氯苯酚进行光催化降解处理。

技术总结
本发明公开了一种COF‑C<subgt;4</subgt;N/NH<subgt;2</subgt;‑Bi<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;复合光催化剂及其制备方法和应用，属于光催化剂技术领域。本发明制备了一种复合催化剂COF‑C<subgt;4</subgt;N/NH<subgt;2</subgt;‑Bi<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;，制备方法简单高效，易于操作，有实际应用意义。本发明通过在氨基表面改性的Bi<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;界面上原位生长COF‑C<subgt;4</subgt;N制备得到复合光催化剂，可有效促进电荷分离，从而显著提升光催化降解性能，氙灯(780nm>λ>350nm)照射3.5h降解2‑氯苯酚(2‑cp)的降解率达到94.1％，最大降解速率常数为0.1091min<supgt;‑1</supgt;，且本发明制备的复合催化剂COF‑C<subgt;4</subgt;N/NH<subgt;2</subgt;‑Bi<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;具有优异的降解稳定性。

技术研发人员：杨照地,崔颖
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25