CN104645968B - Tb3-xPrxNbO7-沸石复合多孔纳米催化材料的制备及应用 - Google Patents

Tb3-xPrxNbO7-沸石复合多孔纳米催化材料的制备及应用 Download PDF

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Abstract

本发明通过固相反应‑流变相法制备新型粉末催化材料Tb3‑xPrxNbO7(0.5≤x≤1)；采用直接复合煅烧法制备Tb3‑xPrxNbO7(0.5≤x≤1)‑沸石复合多孔纳米催化材料，沸石粒径为0.06‑2微米，Tb3‑xPrxNbO7(0.5≤x≤1)包裹后粒径为0.09‑1.3微米；利用直接溶胶凝胶法制备光电极Tb3‑xPrxNbO7(0.5≤x≤1)。在上述材料应用中，通过光源和光催化材料构成的反应系统降解废水中的有机污染物毒死蜱、亚甲基蓝、磺胺甲恶唑等，光源为氙灯，安装截止滤光片(λ＞420nm)，采用磁力搅拌，使光催化剂均匀分布在水溶液内，并同时采用充氧曝气；整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。此外，使用Tb3‑ xPrxNbO7(0.5≤x≤1)粉末为催化剂，或分别负载Pt、NiO和RuO2辅助催化剂，光源为氙灯或高压汞灯，在密闭的由多个阀门控制的玻璃管路内部照明反应器内进行分解水制取氢气。

Description

Tb3-xPrxNbO7-沸石复合多孔纳米催化材料的制备及应用
技术领域
发明涉及两种光催化剂及一种光电极、制备及应用，尤其粉末催化材料Tb3- xPrxNbO7(0.5≤x≤1)、“Tb3-xPrxNbO7-沸石复合多孔纳米催化材料(0.5≤x≤1)，及Tb3- xPrxNbO7新型光电极，制备工艺，经光催化去除水体中的有机污染物的应用，及光催化分解水制取氢气的应用。
背景技术
在21世纪人类科学技术高速发展的今天，环境污染和能源危机成为阻碍世界经济发展的两大主要问题。随着工业的不断发展，环境污染日益严重，人们对环境的要求不断提高，传统处理工艺中的物理方法、生物方法往往不能得到满意的结果。充分利用新能源(例如太阳能)解决目前全球性的能源和环境问题越来越受重视。光催化氧化技术是近20年才出现的水处理新技术。它起源于出现能源危机的上世纪七十年代。 1972年日本的Fujishima和Honda发现氧化钛单晶电极光解水生成氢气以来，多相-光催化氧化技术引起广泛的兴趣。光催化氧化法在环境保护上的应用已引起世界各国高度重视，我国在这方面也加强了投资力度。近几年来，光催化氧化法以成本低、无二次污染的突出优点，已得到人们的普通认可。选择高效的催化剂，摸索最佳的操作参数，寻求最佳的解决方案，提高污水中有机物的分解率是我们研究的目的，其环境污染处理方面的应用潜力是巨大的。
TiO2是研究中最为广泛的单一化合物光催化剂，其具有高光电转化效率、化学稳定性高、耐腐蚀、成本低等特点而备受青睐，被广泛应用于光催化、太阳能利用等现代科学技术领域。然而TiO2有着较大的能带宽度(3.2eV)，只能吸收波长小于387.5nm的紫外光，而紫外光在太阳光中所占的比重约为2％，对可见光的响应很弱，这在很大程度上限制了TiO2的应用。并且，TiO2吸收紫外光产生的光生空穴和光生电子很容易复合，这进一步限制了TiO2的运用。
目前，光催化剂的研究主要集中于对TiO2的改性以及开发研究新型的对可见光响应的的光催化剂两个方面。其中，设计新型的可见光响应的光催化剂涉及多学科的交叉运用，更具有挑战性和实用性，成为现如今光催化研究的重要课题和新的热点。近年来，研究者们开展了探索新型可见光光催化剂的研究工作，取得了丰硕成果：Bi12GeO20粉末能有效降解甲基橙等染料；采用Ga2BiTaO7、Ta3N5粒子可以降解亚甲基蓝染料；采用Na2Ta2O6可以降解刚果红溶液；采用Co3O4/BiVO4可以降解苯酚等有毒难生物降解有机物。付希贤研制了钙钛矿型复合氧化物LaFeO3、LaFe1-xCuxO3等，结果表明LaFeO3、LaFe1-xCuxO3(x＝0.02、0.05)具有较小的带隙，可以有效利用可见光对水相中的有机物进行光催化降解。邹志刚等人成功地合成了CaBi2O4等能利用可见光有效地降解水和空气中的甲醛、乙醛、亚甲基蓝和H2S等有害物的新型光催化材料。朱永法、赵进才等利用自制的新型材料(如Bi2WO6等)快速有效地降解了水相中罗丹明B，其效果较传统方法有大幅度的提高。
能源危机是指因为能源供应短缺或是价格上涨而影响经济。这通常涉及到石油、电力或其他自然资源的短缺。石油作为当今世界的最主要能源，是一种不可再生资源，且其燃烧后的产物CO2正带来全球性的环境问题——温室效应。氢能是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。21世纪，我国和美国、日本、加拿大、欧盟等都制定了氢能发展规划，并且目前我国已在氢能领域取得了多方面的进展，在不久的将来有望成为氢能技术和应用领先的国家之一，也被国际公认为最有可能率先实现氢燃料电池和氢能汽车产业化的国家。传统的工业制氢工艺(石油裂解制氢、电解水制氢、焦炉煤气冷冻制氢等)都存在着能耗大，产率低，且部分伴随着二次污染等问题。光催化制氢具有能耗低，清洁无二次污染等优点而受到广泛关注。用新型可见光响应型光催化材料，可以充分利用太阳光谱中43％的可见光，将水分解为氢气和氧气，进而获得洁净、无二次污染的氢能源，缓解石油和天然气即将枯竭所带来的能源危机。利用这些上述氢能源可以制备燃料电池用于电动汽车和电动自行车等交通工具的能源动力。目前所报道的可见光光催化材料多是粉未状，在悬浮体系中有很好的光催化活性，此外，为了解决悬浮体系中粉末状光催化材料的二次污染问题，急需制备核壳状粉末状光催化材料，目的旨在提高核壳状粉末状光催化材料的回收率，同时也保证核壳状粉末状光催化材料拥有高的光催化量子效率。
综上所述，采用新型的光催化材料，在可见光照射下，不但可以降解水体中的有机污染物，还能制备洁净的氢能源，在一定程度上既解决了环境污染问题，也解决了能源危机。因此，因此开发新型光催化材料去除水体中的有机污染物或分解水制取氢气不但能产生显著的经济效益，而且还能产生巨大的环境效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的是：提出一种粉末催化材料Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)，及制备工艺路线及方法、性能表征及应用。提出一种“光催化剂-沸石复合材料”结构的沸石-Tb3-xPrxNbO7的制备工艺、性能表征及应用 (0.5≤x≤1)。以及光电极的制备。
本发明的技术方案是：粉末催化材料，如下的结构式：Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)，粉末的粒径为 0.04-0.32微米。
复合粉末催化材料：如下的结构式：沸石-Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)。沸石的粒径为0.06-2微米， Tb3-xPrxNbO7与沸石复合后粒径为0.09-1.30微米(0.5≤x≤1)。
利用粉末光催化剂Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)制备光电极。
粉末催化材料的应用，通过Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)粉末为催化剂，或分别负载Pt，、NiO和RuO2辅助催化剂，光源为氙灯或高压汞灯，在密闭的由多个阀门控制的玻璃管路内部照明反应器内进行分解水制取氢气及降解目标有机污染物毒死蜱C9H11Cl3NO3PS、亚甲基兰C16H18ClN3S和磺胺甲噁唑C10H11N3O3S。
沸石-Tb3-xPrxNbO7复合催化材料的应用(0.5≤x≤1)，通过光催化反应体系和沸石-Tb3-xPrxNbO7(0.5 ≤x≤1)，构成的反应系统降解废水中的目标有机污染物毒死蜱C9H11Cl3NO3PS、亚甲基兰C16H18ClN3S和磺胺甲噁唑C10H11N3O3S，光源为氙灯或高压汞灯；采用沸石-Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)复合材料作为催化剂，上述复合催化剂颗粒在水溶液中均匀分布，并同时采用充氧曝气。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。
1、Tb3-xPrxNbO7-沸石复合多孔纳米催化材料的制备方法(0.5≤x≤1)：其特征是采用直接复合煅烧的方法：
(1)用电子天平分别准确称量2.4591gNaAlO2、4.2633gNa2SiO3·9H2O、1.2gNaOH，
(2)用量筒精确量取25mL去离子水，将步骤(1)中的NaAlO2和1/2的NaOH溶于25mL水中获得溶液A；
(3)用量筒精确量取25mL去离子水，将步骤(1)中的Na2SiO3·9H2O和余下1/2的NaOH溶于25mL去离子水中获得溶液B；
(4)在转速为400r/min的搅拌条件下将B溶液缓慢滴加到A溶液中，滴加完毕后继续搅拌30min；
(5)将2.0g上述制得的Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)粉末，加入20mL去离子水中，超声处理30min，使 Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)，均匀分散于20mL水中，形成悬浮溶液，在转速为400r/min的搅拌条件下将此悬浮溶液缓慢滴加到步骤4所得溶液中，滴加完毕后继续搅拌30min；
(6)将步骤(5)中的反应凝胶倒入100mL带聚四氟乙稀内衬的高压反应釜中，在120℃温度下水热晶化 12h获得产物；
(7)将产物从反应釜中取出，经布氏漏斗反复抽滤洗涤至滤液pH值为9左右，最后经干燥、研磨即可获得 Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)-沸石复合多孔纳米催化材料。
2、粉末催化材料Tb3-xPrxNbO7的制备方法(0.5≤x≤1)：其特征是：
(1)粉末催化材料Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)的制备：采用固相反应-流变相的方法制备Tb3-xPrxNbO7(0.5 ≤x≤1)光催化粉末材料；1)以纯度为99.99％的Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5为原材料，按照摩尔比(3-x)∶x∶1，准确称取总质量2.00g质量纯度99.99％的Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5，在球磨机中研磨4h，再在200±40℃烘干4±1小时，压制成片，放入高温烧结炉中烧制。将炉温升至700±20℃，保温8±2小时后随炉冷却，取出，研磨至粉末状；2)称取上述Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5总质量的3％的蔗糖，与上述Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5粉末充分混合，然后在球磨机中研磨，球磨4h制得淡黄色浆料；3)将上述淡黄色浆料置于100mL烧杯中，加入10.00mL去离子水，在80℃的恒温水浴锅中搅拌2h得到黏稠的流变相混合物，将此混合物放在密封罐中，100℃恒温10h后取出，冷却至室温，80℃恒温烘干4h，取出，冷却至室温，置于研钵中研磨1h，过120目筛子，得到前驱体；4)将上述前驱体粉末压制成片，放入高温烧结炉中烧结，升温条件如下：
a.由20℃升温至400℃，升温时间为40±10min；b.在400℃保温40±10min；c.由400℃升温至730℃，升温时间为40±10min；d.在730℃保温480-800min；e.由730℃升温至1140±50℃，升温时间为50±10min； f.在1140±50℃保温1200±100min，炉冷；
粉末压片经最高温度1140±50℃保温1200±100min后随炉冷却，取出粉末压片粉碎至粒径为0.06-0.31微米，最终制备成功纯净的Tb2PrNbO7粉末光催化材料；
(2)采用微波辅助-共沉淀法制备粉末光催化材料Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)∶1)用电子天平称取 0.008molTb(NO3)3加入盛有20mL去离子水的100mL烧杯中，放入搅拌子，在磁力搅拌器上搅拌，使之溶解，配成所需要的浓度；2)用电子天平称取0.004molPr(NO3)3加入盛有20mL去离子水的100mL烧杯中，用玻璃棒缓慢搅拌，使之溶解，配成所需要的浓度；3)用电子天平称取0.004molNaNbO3加入盛有20mL去离子水的100mL 烧杯中，用玻璃棒缓慢搅拌，使之溶解，配成所需要的浓度；4)在不断搅拌的条件下，同时将步骤2)和步骤3)中所配制的溶液逐滴加入步骤1)的溶液中，滴加完毕后，用5％的氨水调节pH＝10，再将所得混合反应溶液置于微波炉中，800W功率下，加热10min，取出，室温下静置沉淀，倒去上清液，将剩余溶液经布氏漏斗抽滤，然后再用去离子水洗涤数次，直至滤出液成中性，将所得固体粉末置于烘箱中，80℃烘干8h； 5)将上述干燥后粉末压制成片，放入高温烧结炉中烧结，升温条件如下：
a.由20℃升温至400℃，升温时间为40±10min；
b.在400℃保温40±10min；
c.由400℃升温至730℃，升温时间为40±10min；
d.在730℃保温240min，炉冷；
粉末压片经最高温度730℃保温240min后随炉冷却，取出粉末压片粉碎至粒径为0.06-0.31微米，最终制备成功纯净的Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)粉末光催化材料。
3、光电极的制备方法：
(1)用电子天平分别准确称量2g聚乙烯醇即PVA和0.5gKI置入50mL小烧杯，加入15mL去离子水，放入搅拌子，用称量纸封口后，加热搅拌24-36小时，使聚合物完全溶解；
(2)用电子天平分别准确称量0.02g上述经过固相反应-流变相法制得的Tb3- xPrxNbO7(0.5≤x≤1)粉末，置入100mL小烧杯中，加入10mL去离子水，进行充分的超声波振荡，使其尽量分散；
(3)然后将步骤(2)中充分振荡的悬浮液加入到步骤(1)中溶有聚合物的小烧杯中，在加热下搅拌24h，得到Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)粉末在聚合物中稳定均匀分布的浓稠溶液；
(4)用玻璃棒将步骤(3)中所得的浓稠溶液均匀涂抹于铝箔上，厚度在2mm左右；
(5)将步骤(4)中所得均匀涂抹有浓稠溶液的铝箔置于鼓风干燥箱中60℃干燥12h后取出，冲压成圆形电极片；
(6)将上述所得圆形电极片在120℃的真空干燥箱中干燥12h后即可使用。
4、Tb2PrNbO7的性能表征
通过XRD、XPS结果得知Tb2PrNbO7为单相(见图1)，且实验原始材料高度纯净，无任何杂质相。从其 TEM图来看，催化剂呈不规则形貌(见图2)。X射线荧光光谱仪测定Tb2PrNbO7的平均原子摩尔百分比为 Tb∶Pr∶Nb∶O＝2.00∶0.97∶1.01∶6.98。用Rietveld软件对Tb2PrNbO7的XRD结果进行结构精修，结构精修因子RP值为RP＝9.58％。Tb2PrNbO7的空间群为Fd-3m，结构为立方晶系，烧绿石结构，晶胞参数为 Tb2PrNbO7各衍射峰的晶面指数(hkl)被标定。Tb2PrNbO7催化剂中各个原子的空间原子位置参数被确定(见表1)。采用紫外可见漫反射光谱仪对Tb2PrNbO7在光的照射下产生的特征吸收边进行测定(见图3)，获得 Tb2PrNbO7的带隙宽度为2.13eV。采用X射线光电子能谱仪测定Tb2PrNbO7的X射线光电子能谱(见表2)，由表2可知Tb、Pr、Nb、O的化合价分别为+3、+3、+5、-2。同时获得Tb2PrNbO7的能带结构，导带由Tb的 4f轨道、Pr的4f轨道，和Nb的4d轨道构成，价带由0的2p轨道构成(见图4)。
表1.Tb2PrNbO7内各原子的空间位置坐标
表2.Tb2PrNbO7的XPS图谱内各主要元素的结合能峰值(eV)
附图说明
图1.Tb2PrNbO7的实测XRD数据
由图可知Tb2PrNbO7为单相，且实验原始材料高度纯净，无任何杂质相。
图2.Tb2PrNbO7的漫反射吸收图谱
由图可知Tb2PrNbO7的带隙宽度为2.13eV。
图3.Tb2PrNbO7的透射电镜图谱图
从图中观察到催化剂呈不规则形貌，粒径为0.06-0.31微米。
图4.Tb2PrNbO7的能带结构
由图可获得Tb2PrNbO7的能带结构，导带由Tb的4f轨道、Pr的4f轨道，和Nb的4d轨道构成，价带由 0的2p轨道构成。
具体实施方式
制备粉末催化材料Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)；此外，制备“沸石-光催化剂”结构的沸石-Tb3-xPrxNbO7 (0.5≤x≤1)复合材料；以及以Tb3-xPrxNbO7为基底的光电极(0.5≤x≤1)。
(1)制备能够在可见光波段或紫外光波段响应的光催化剂Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)；制备能够在可见光波段或紫外光波段响应的“沸石-光催化剂”结构的沸石-Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)复合材料。采用紫外- 可见分光光度计和紫外-可见漫反射光谱仪对上述制备的光催化剂在可见光(或紫外光)照射下产生的吸收谱进行了测定，表征了其光吸收性质。测定了上述光催化剂X射线光电子能谱(XPS)，探讨了上述光催化剂表面的电子层结构特征及在磁场作用下催化剂晶体内电子和空穴的输运机制，分析了催化剂颗粒表面各微区元素组成，并结合理论计算结果分析了上述光催化剂的能级结构及电子态密度。
(2)采用X射线衍射仪(XRD)对上述本发明催化剂进行了物相分析；采用透射电镜(TEM)分析了上述本发明催化剂的微观结构特征；利用X射线光电子能谱(XPS)测定了它们的成分组成，揭示了催化剂表面的电子层结构特征。深层次揭示了光催化剂的微观结构对光催化降解有机污染物效率的影响规律。
在可见光照射下降解水体内毒死蜱、亚甲基蓝、磺胺甲恶唑等难降解有机污染物的过程中，通过液相色谱/质谱(LC/MS)联用仪及离子色谱仪，测试跟踪了降解上述有机污染物过程中的中间产物和最终产物，获得了在沸石-Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)复合催化剂颗粒作用下，在可见光照射下降解水体内多种有机污染物的可能途径，揭示了水体内毒死蜱、亚甲基蓝、磺胺甲恶唑等有机污染物的降解机制。
采用单波长可见光照射水体内毒死蜱、亚甲基蓝、磺胺甲恶唑等有机污染物，通过试验研究结果及理论计算成功推导出参与光催化降解反应的光生电荷(光生电子或者光生空穴)数量，进而推导出参与反应的可见光(或紫外光)光子数，结合计算出的入射光总光子数，最终得出在单波长可见光作用下降解水体中毒死蜱、亚甲基蓝、磺胺甲恶唑等有机污染物的光量子效率。
具体实施方式
1、粉末催化材料Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)的制备工艺路线如下：
(1)粉末催化材料Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)的制备：采用固相反应——流变相的方法制备Tb3-xPrxNbO7(0.5 ≤x≤1)光催化粉末材料；1)以纯度为99.99％的Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5为原材料，按照摩尔比(3-x)∶x∶1准确称取总质量2.00g质量纯度99.99％的Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5，在球磨机中研磨4h，再在200±40℃烘干4±1小时，压制成片，放入高温烧结炉中烧制。将炉温升至700±20℃，保温8±2小时后随炉冷却，取出，研磨至粉末状；2)称取上述Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5总质量的3％的蔗糖，与上述Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5粉末充分混合，然后在球磨机中研磨，球磨4h制得淡黄色浆料；3)将上述淡黄色浆料置于100mL烧杯中，加入10.00mL去离子水，在 80℃的恒温水浴锅中搅拌2h得到黏稠的流变相混合物，将此混合物放在密封罐中，100℃恒温10h后取出，冷却至室温，80℃恒温烘干4h，取出，冷却至室温，置于研钵中研磨1h，过120目筛子，得到前驱体；4) 将上述前驱体粉末压制成片，放入高温烧结炉中烧结，升温条件如下：
a.由20℃升温至400℃，升温时间为40±10min；b.在400℃保温40±10min；c.由400℃升温至730℃，升温时间为40±10min；d.在730℃保温480-800min；e.由730℃升温至1140±50℃，升温时间为50±10min；f. 在1140±50℃保温1200±100min，炉冷；
粉末压片经最高温度1140±50℃保温1200±100min后随炉冷却，取出粉末压片粉碎至粒径为0.06-0.31 微米，最终制备成功纯净的Tb3-xPrxNbO(0.5≤x≤1)7粉末光催化材料。
(2)采用微波辅助——共沉淀法制备粉末光催化材料Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)∶1)用电子天平称取 0.008molTb(NO3)3加入盛有20mL去离子水的100mL烧杯中，放入搅拌子，在磁力搅拌器上搅拌，使之溶解，配成所需要的浓度；2)用电子天平称取0.004molPr(NO3)3加入盛有20mL去离子水的100mL烧杯中，用玻璃棒缓慢搅拌，使之溶解，配成所需要的浓度；3)用电子天平称取0.004molNaNbO3加入盛有20mL去离子水的100mL 烧杯中，用玻璃棒缓慢搅拌，使之溶解，配成所需要的浓度；4)在不断搅拌的条件下，同时将步骤2)和步骤3)中所配制的溶液逐滴加入步骤1)的溶液中，滴加完毕后，用5％的氨水调节pH＝10，再将所得混合反应溶液置于微波炉中，800W功率下，加热10min，取出，室温下静置沉淀，倒去上清液，将剩余溶液经布氏漏斗抽滤，然后再用去离子水洗涤数次，直至滤出液成中性，将所得固体粉末置于烘箱中，80℃烘干8h；5) 将上述干燥后粉末压制成片，放入高温烧结炉中烧结，升温条件如下：
a.由20℃升温至400℃，升温时间为40±10min；
b.在400℃保温40±10min；
c.由400℃升温至730℃，升温时间为40±10min；
d.在730℃保温240min，炉冷；
粉末压片经最高温度730℃保温240min后随炉冷却，取出粉末压片粉碎至粒径为0.06-0.31微米，最终制备成功纯净的Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)粉末光催化材料。
2、“沸石——光催化剂”结构的复合催化材料的制备工艺路线如下：
Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)——沸石复合多孔纳米催化材料的制备方法：其特征是采用直接复合煅烧的方法：
(1)用电子天平分别准确称量2.4591gNaAlO2、4.2633gNa2SiO3·9H2O、1.2gNaOH，
(2)用量筒精确量取25mL去离子水，将步骤(1)中的NaAlO2和1/2的NaOH溶于25mL水中获得溶液A；
(3)用量筒精确量取25mL去离子水，将步骤(1)中的Na2SiO3·9H2O和余下1/2的NaOH溶于25mL去离子水中获得溶液B；
(4)在转速为400r/min的搅拌条件下将B溶液缓慢滴加到A溶液中，滴加完毕后继续搅拌30min；
(5)将2.0g上述制得的Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)粉末加入20mL去离子水中，超声处理30min，使Tb3-xPrxNbO7 (0.5≤x≤1)均匀分散于20mL水中，形成悬浮溶液，在转速为400r/min的搅拌条件下将此悬浮溶液缓慢滴加到步骤4所得溶液中，滴加完毕后继续搅拌30min；
(6)将步骤5中的反应凝胶倒入100mL带聚四氟乙稀内衬的高压反应釜中，在120℃温度下水热晶化12h获得产物；
(7)将产物从反应釜中取出，经布氏漏斗反复抽滤洗涤至滤液pH值为9左右，最后经干燥、研磨即可获得 Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)——沸石复合多孔纳米催化材料。
3、光电极的制备方法：
(1)用电子天平分别准确称量2g聚乙烯醇即PVA和0.5gKI置入50mL小烧杯，加入15mL去离子水，放入搅拌子，用称量纸封口后，加热搅拌24-36小时，使聚合物完全溶解；
(2)用电子天平分别准确称量0.02g上述经过固相反应-流变相法制得的Tb3- xPrxNbO7(0.5≤x≤1)粉置入100mL小烧杯中，加入10mL去离子水，进行充分的超声波振荡，使其尽量分散；
(3)然后将步骤(2)中充分振荡的悬浮液加入到步骤1中溶有聚合物的小烧杯中，在加热下搅拌24h，得到Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)粉末在聚合物中稳定均匀分布的浓稠溶液；
(4)用玻璃棒将步骤(3)中所得的浓稠溶液均匀涂抹于铝箔上，厚度在2mm左右；
(5)将步骤(4)中所得均匀涂抹有浓稠溶液的铝箔置于鼓风干燥箱中60℃干燥12h后取出，冲压成圆形电极片；
(6)将上述所得圆形电极片在120℃的真空干燥箱中干燥12h后即可使用。
4、光催化反应系统的建立
粉末光催化剂及“沸石——光催化剂”结构的复合催化材料的应用，通过光源、搅拌系统和光催化材料构成的反应系统降解废水，光源为氙灯；采用粉末光催化剂Tb3- xPrxNbO7(0.5≤x≤1)及Tb3-xPrxNbO7(0.5 ≤x≤1)——沸石复合多孔纳米材料作为催化剂，上述催化剂颗粒在水溶液中均匀分布，采用截止滤光片 (λ＞420nm)，并同时采用充氧曝气。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。光源为300W氙灯。选择水中典型难降解有机污染物毒死蜱、亚甲基兰、磺胺甲恶唑作为目标降解物。
通过磁力搅拌子控制催化剂颗粒在含有有机物的水溶液中呈梯度分布，进而使磁性颗粒表面包覆的光催化剂能够与有机污染物及光源充分接触，在可见光照射下有机污染物能够被高效率地降解。
催化材料的应用，还在于通过Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)粉末及Tb3-xPrxNbO7(0.5≤x≤1)——沸石复合多孔纳米材料为催化剂，或分别负载Pt，NiO和RuO2辅助催化剂，光源为氙灯，在密闭的由多个阀门控制的玻璃管路内部照明反应器内进行分解水制取氢气。
5、Tb2PrNbO7的性能表征
通过XRD、XPS结果得知Tb2PrNbO7为单相(见图1)，且实验原始材料高度纯净，无任何杂质相。从其 TEM图来看，催化剂呈不规则形貌(见图2)。X射线荧光光谱仪测定Tb2PrNbO7的平均原子摩尔百分比为 Tb∶Pr∶Nb∶O＝2.00∶0.97∶1.01∶6.98。用Rietveld软件对Tb2PrNbO7的XRD结果进行结构精修，结构精修因子RP值为RP＝9.58％。Tb2PrNbO7的空间群为Fd-3m，结构为立方晶系，烧绿石结构，晶胞参数为 Tb2PrNbO7各衍射峰的晶面指数(hk1)被标定。Tb2PrNbO7催化剂中各个原子的空间原子位置参数被确定(见表1)。采用紫外可见漫反射光谱仪对Tb2PrNbO7在光的照射下产生的特征吸收边进行测定(见图3)，获得 Tb2PrNbO7的带隙宽度为2.13eV。采用X射线光电子能谱仪测定Tb2PrNbO7的X射线光电子能谱(见表2)，由表2可知Tb、Pr、Nb、O的化合价分别为+3、+3、+5、-2。同时获得Tb2PrNbO7的能带结构，导带由Tb的 4f轨道、Pr的4f轨道，和Nb的4d轨道构成，价带由0的2p轨道构成(见图4)。
应用实例
1、采用Tb2PrNbO7粉末催化剂光催化降解目标污染物实验
(1)采用Tb2PrNbO7粉末降解废水中的毒死蜱(C9H11Cl3NO3PS)
将Tb2PrNbO7粉末0.8g，放入300mL毒死蜱水溶液中形成悬浮体系，毒死蜱水溶液的初始浓度为 0.03mmolL-1，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射毒死蜱溶液，配上截止滤光片(λ＞420nm)。入射光光照强度为4.76×10-6EinsteinL-1s-1。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以Tb2PrNbO7粉末为催化剂，在可见光照射下，随着照射时间的延长，毒死蜱的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，经340分钟，毒死蜱的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达98.81％，CO2的产量为0.07764mmol，毒死蜱浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.0153min-1，总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.01441min-1。详尽的数据见表3。
表3.以Tb2PrNbO7粉末为催化剂降解毒死蜱所获得的相关数据
(2)采用Tb2PrNbO7粉末降解废水中的亚甲基兰
将Tb2PrNbO7粉末0.8g，放入300mL亚甲基兰水溶液中形成悬浮体系，亚甲基兰水溶液的初始浓度为0.03mmolL-1，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射亚甲基兰溶液，配上截止滤光片(λ＞420nm)。入射光光照强度为4.76×10-6EinsteinL-1s-1。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以Tb2PrNbO7粉末为催化剂，在可见光照射下，随着照射时间的延长，亚甲基兰的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，经320分钟，亚甲基兰的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达99.50％，CO2的产量为0.14041mmol，亚甲基兰浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.016min-1，总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.01266min-1。详尽的数据见表4。
表4.以Tb2PrNbO7粉末为催化剂降解亚甲基兰所获得的相关数据
(3)采用Tb2PrNbO7粉末降解废水中的磺胺甲恶唑
将Tb2PrNbO7粉末0.8g，放入300mL磺胺甲恶唑水溶液中形成悬浮体系，磺胺甲恶唑水溶液的初始浓度为0.03mmolL-1，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射磺胺甲恶唑溶液，配上截止滤光片(λ＞420nm)。入射光光照强度为4.76×10-6EinsteinL-1s-1。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以Tb2PrNbO7粉末为催化剂，在可见光照射下，随着照射时间的延长，磺胺甲恶唑的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，经370分钟，磺胺甲恶唑的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达99.51％，CO2的产率为0.08687mmol，磺胺甲恶唑浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.01686min-1，总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.00875min-1。详尽的数据见表5。
表5.以Tb2PrNbO7粉末为催化剂降解磺胺甲恶唑所获得的相关数据
2、采用Tb2prNbO7-沸石复合催化材料光催化降解目标污染物实验
(1)采用Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料降解废水中的毒死蜱(C9H11Cl3NO3PS)
采用Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料作为催化剂，选择水中典型难降解的毒死蜱作为目标降解物。毒死蜱水溶液的初始浓度为0.03mmolL-1，将0.8gTb2PrNbO7-沸石复合催化材料粉末放入300mL毒死蜱水溶液中形成悬浮体系，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射毒死蜱溶液，配上截止滤光片(λ＞420nm)。入射光光照强度为4.76×10-6EinsteinL-1s-1。实验过程中，同样采用充氧曝气。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。结果表明以Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料作为催化剂在可见光照射下，随着照射时间的延长，毒死蜱的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，在可见光照射下，随着照射时间的延长，毒死蜱的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，经320分钟，毒死蜱的去除率为100％，总有机碳TOC 的去除率(矿化率)达99.65％，CO2的产率为0.07684mmol，毒死蜱浓度与时间的一级动力学常数Kc为 0.0.1446min-1，总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.01065min-1。详尽的数据见表6。
表6.采用Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料为催化剂降解毒死蜱所获得的相关数据
(2)采用Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料降解废水中的亚甲基兰
采用Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料作为催化剂，选择水中典型难降解的亚甲基兰作为目标降解物。亚甲基兰水溶液的初始浓度为0.03mmolL-1，将0.8gTb2PrNbO7-沸石复合催化材料粉末放入300mL亚甲基兰水溶液中形成悬浮体系，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射亚甲基兰溶液，配上截止滤光片(λ＞420nm)。入射光光照强度为4.76×10-6EinsteinL-1s-1。实验过程中，同样采用充氧曝气。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。结果表明以Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料作为催化剂在可见光照射下，随着照射时间的延长，亚甲基兰的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，在可见光照射经290分钟后，亚甲基兰的去除率达到100％；在可见光照射经320分钟后，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达99.73％，CO2的产量为0.14074mmol，亚甲基兰浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.01193min-1，总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.01425min-1。详尽的数据见表7。
表7.采用Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料为催化剂降解亚甲基兰所获得的相关数据
(3)采用Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料降解废水中的磺胺甲恶唑
采用Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料作为催化剂，选择水中典型难降解的磺胺甲恶唑作为目标降解物。磺胺甲恶唑水溶液的初始浓度为0.03mmolL-1，将0.8gTb2PrNbO7-沸石复合催化材料粉末放入300mL磺胺甲恶唑水溶液中形成悬浮体系，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射磺胺甲恶唑溶液，配上截止滤光片 (λ＞420nm)。入射光光照强度为4.76×10- 6EinsteinL-1s-1。实验过程中，同样采用充氧曝气。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。结果表明以Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料作为催化剂在可见光照射下，随着照射时间的延长，磺胺甲恶唑的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，在可见光照射经340分钟后，磺胺甲恶唑的去除率达到100％；在可见光照射经370分钟后，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达 99.75％，CO2的产量为0.08529mmol，磺胺甲恶唑浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.01533min-1，总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.01082min-1。详尽的数据见表8。
表8.采用Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料为催化剂降解磺胺甲恶唑所获得的相关数据
3、光催化分解水制取氢气实验结果及分析
(1)采用Tb2PrNbO7分解水制取氢气
在密闭的由多个阀门控制的玻璃管路内部照明反应器内进行分解水制取氢气实验，照射光源采用500W 的氙灯(入射光通量为4.76×10-6EinsteinL-1s-1，420nm截止滤光片)，在300mL(16.65mol)纯水中加入 50mL甲醇，然后放入Tb2PrNbO7粉末0.8g。溢出的氢气产率采用带有TCD的气相色谱-质谱联用仪测定，该气相色谱-质谱联用仪和密闭环路内部照明反应器相连。在反应之前密闭环路内部照明反应器内各种气体被去除，氩气被充入该反应器，直到反应器内的氧气和氮气被完全去除。在氙灯照射下24小时后，氢气的产量为10.01毫摩尔，经计算分解水制取氢气的量子效率为2.37％。如表9所示，随着光照时间的延长，氢气的产率逐渐升高。
表9.以Tb2PrNbO7粉末为催化剂，在可见光照射下分解水制取氢气所获得的相关数据
在密闭的由多个阀门控制的玻璃管路内部照明反应器内进行分解水制取氢气实验，照射光源采用400W (入射光通量为6.01×10-6EinsteinL-1s-1，390nm截止滤光片)的高压汞灯，在300mL(16.65mol)纯水及 50mLCH3OH中放入Tb2PrNbO7粉末0.8g。溢出的氢气产率采用带有TCD的气相色谱-质谱联用仪测定，该气相色谱-质谱联用仪和密闭环路内部照明反应器相连。在反应之前密闭环路内部照明反应器内各种气体被去除，氩气被充入该反应器，直到反应器内的氧气和氮气被完全去除。在高压汞灯照射下24小时后，氢气的产量为29.02毫摩尔。
以Tb2PrNbO77粉末为催化剂，分别负载Pt，NiO和RuO2辅助催化剂分解水制取氢气，入射光主波长为λ＝360nm，催化剂0.8g，纯水300mL，50mLCH3OH，光源为400W高压汞灯，以0.2wt％-Pt/Tb2PrNbO7为复合催化剂， 24小时后氢气的产量为39.15mmol；以1.0wt％-NiO/Tb2PrNbO7为复合催化剂，24小时后氢气的产量为 36.21mmol；以1.0wt％-RuO2/Tb2PrNbO7为复合催化剂，24小时后氢气的产量为34.18mmol，详尽的数据见表 10。
表10.以Tb2PrNbO7粉末为催化剂，在紫外光照射下分解水制取氢气所获得的相关数据
(2)采用Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料分解水制取氢气
在密闭的由多个阀门控制的玻璃管路内部照明反应器内进行分解水制取氢气实验，照射光源采用500W 的氙灯(入射光通量为4.76×10-6EinsteinL-1s-1，420nm截止滤光片)，在300mL(16.65mol)纯水中加入 50mL甲醇，然后放入Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料粉末0.8g。溢出的氢气产率采用带有TCD的气相色谱-质谱联用仪测定，该气相色谱-质谱联用仪和密闭环路内部照明反应器相连。在反应之前密闭环路内部照明反应器内各种气体被去除，氩气被充入该反应器，直到反应器内的氧气和氮气被完全去除。在氙灯照射下 24小时后，氢气的产量为14.79毫摩尔，经计算分解水制取氢气的量子效率为3.26％。如表11所示，随着光照时间的延长，氢气的产率逐渐升高。
表11.以Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料粉末为催化剂，在可见光照射下分解水制取氢气所获得的相关数据
在密闭的由多个阀门控制的玻璃管路内部照明反应器内进行分解水制取氢气实验，照射光源采用400W
(入射光通量为6.01×10-6EinsteinL-1s-1，390nm截止滤光片)的高压汞灯，在300mL(16.65mol)纯水及 50mLCH3OH中放入Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料粉末0.8g。溢出的氢气产率采用带有TCD的气相色谱-质谱联用仪测定，该气相色谱-质谱联用仪和密闭环路内部照明反应器相连。在反应之前密闭环路内部照明反应器内各种气体被去除，氩气被充入该反应器，直到反应器内的氧气和氮气被完全去除。在高压汞灯照射下 24小时后，氢气的产量为33.19毫摩尔。详尽的数据见表12。
表12.以Tb2PrNbO7-沸石复合催化材料为催化剂，在紫外光照射下分解水制取氢气所获得的相关数据

Claims (7)

1.粉末催化材料Tb3-xPrxNbO7的制备方法，其中0.5≤x≤1，其特征是：
(1)粉末催化材料Tb3-xPrxNbO7的制备，其中0.5≤x≤1：采用固相反应——流变相的方法制备Tb3-xPrxNbO7光催化粉末材料，其中0.5≤x≤1；1)以纯度为99.99％的Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5为原材料，按照摩尔比(3-x)∶x∶1，其中0.5≤x≤1，准确称取总质量2.00g质量纯度99.99％的Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5，在球磨机中研磨4h，再在200±40℃烘干4±1小时，压制成片，放入高温烧结炉中烧制；将炉温升至700±20℃，保温8±2小时后随炉冷却，取出，研磨至粉末状；2)称取上述Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5总质量的3％的蔗糖，与上述Tb2O3、Pr2O3、Nb2O5粉末充分混合，然后在球磨机中研磨，球磨4h制得淡黄色浆料；3)将上述淡黄色浆料置于100ml烧杯中，加入10.00mL去离子水，在80℃的恒温水浴锅中搅拌2h得到黏稠的流变相混合物，将此混合物放在密封罐中，100℃恒温10h后取出，冷却至室温，80℃恒温烘干4h，取出，冷却至室温，置于研钵中研磨1h，过120目筛子，得到前驱体；4)将上述前驱体粉末压制成片，放入高温烧结炉中烧结，升温条件如下：
a.由20℃升温至400℃，升温时间为40±10min；b.在400℃保温40±10min；c.由400℃升温至730℃，升温时间为40±10min；d.在730℃保温480-800min；e.由730℃升温至1140±50℃，升温时间为50±10min；f.在1140±50℃保温1200±100min，炉冷；
粉末压片经最高温度1140±50℃保温1200±100min后随炉冷却，取出粉末压片粉碎至粒径为0.06-0.31微米，最终制备成功纯净的Tb3-xPrxNbO7粉末光催化材料，其中0.5≤x≤1；
(2)采用微波辅助——共沉淀法制备粉末光催化材料Tb3-xPrxNbO7，其中0.5≤x≤1∶1)用电子天平称取0.008molTb(NO3)3加入盛有20mL去离子水的100mL烧杯中，放入搅拌子，在磁力搅拌器上搅拌，使之溶解，配成所需要的浓度；2)用电子天平称取0.004molPr(NO3)3加入盛有20mL去离子水的100mL烧杯中，用玻璃棒缓慢搅拌，使之溶解，配成所需要的浓度；3)用电子天平称取0.004molNaNbO3加入盛有20mL去离子水的100ml烧杯中，用玻璃棒缓慢搅拌，使之溶解，配成所需要的浓度；4)在不断搅拌的条件下，同时将步骤2)和步骤3)中所配制的溶液逐滴加入步骤1)的溶液中，滴加完毕后，用5％的氨水调节pH＝10，再将所得混合反应溶液置于微波炉中，800W功率下，加热10min，取出，室温下静置沉淀，倒去上清液，将剩余溶液经布氏漏斗抽滤，然后再用去离子水洗涤数次，直至滤出液成中性，将所得固体粉末置于烘箱中，80℃烘干8h；5)将上述干燥后粉末压制成片，放入高温烧结炉中烧结，升温条件如下：
a.由20℃升温至400℃，升温时间为40±10min；
b.在400℃保温40±10min；
c.由400℃升温至730℃，升温时间为40±10min；
d.在730℃保温240min，炉冷；
粉末压片经最高温度730℃保温240min后随炉冷却，取出粉末压片粉碎至粒径为0.06-0.31微米，最终制备成功纯净的Tb3-xPrxNbO7粉末光催化材料，其中0.5≤x≤1。
2.根据权利要求1所述的粉末催化材料Tb3-xPrxNbO7的制备方法制备得到的粉末催化材料，如下的结构式：Tb3-xPrxNbO7，其中0.5≤x≤1，粉末的粒径为0.04-0.32微米。
3.利用根据权利要求1所述的粉末催化材料Tb3-xPrxNbO7的制备方法制备得到的粉末光催化剂Tb3-xPrxNbO7，其中0.5≤x≤1，制备光电极，光电极的制备方法：
(1)用电子天平分别准确称量2g聚乙烯醇即PVA和0.5gKI置入50mL小烧杯，加入15mL去离子水，放入搅拌子，用称量纸封口后，加热搅拌24-36小时，使聚合物完全溶解；
(2)用电子天平分别准确称量0.02g经过固相反应-流变相法制得的Tb3-xPrxNbO7粉末，其中0.5≤x≤1，置入100mL小烧杯中，加入10mL去离子水，进行充分的超声波振荡，使其尽量分散；
(3)然后将步骤(2)中充分振荡的悬浮液加入到步骤(1)中溶有聚合物的小烧杯中，在加热下搅拌24h，得到Tb3-xPrxNbO7粉末，其中0.5≤x≤1，在聚合物中稳定均匀分布的浓稠溶液；
(4)用玻璃棒将步骤(3)中所得的浓稠溶液均匀涂抹于铝箔上，厚度在2±0.5mm；
(5)将步骤(4)中所得均匀涂抹有浓稠溶液的铝箔置于鼓风干燥箱中60℃干燥12h后取出，冲压成圆形电极片；
(6)将上述所得圆形电极片在120℃的真空干燥箱中干燥12h后即可使用。
4.根据权利要求1所述的粉末催化材料Tb3-xPrxNbO7的制备方法制备得到的粉末催化材料的应用，通过Tb3-xPrxNbO7粉末为催化剂，其中0.5≤x≤1，或分别负载Pt、NiO和RuO2辅助催化剂，光源为氙灯或高压汞灯，在密闭的由多个阀门控制的玻璃管路内部照明反应器内进行分解水制取氢气及降解目标有机污染物毒死蜱C9H11Cl3NO3PS、亚甲基兰C16H18ClN3S和磺胺甲噁唑C10H11N3O3S。
5.Tb3-xPrxNbO7-沸石复合多孔纳米催化材料的制备方法，其中0.5≤x≤1：其特征是采用直接复合煅烧的方法：
(1)用电子天平分别准确称量2.4591gNaAlO2、4.2633gNa2SiO3·9H2O、1.2gNaOH；
(2)用量筒精确量取25mL去离子水，将步骤(1)中的NaAlO2和1/2的NaOH溶于25mL水中获得溶液A；
(3)用量筒精确量取25mL去离子水，将步骤(1)中的Na2SiO3·9H2O和余下1/2的NaOH溶于25mL去离子水中获得溶液B；
(4)在转速为400r/min的搅拌条件下将B溶液缓慢滴加到A溶液中，滴加完毕后继续搅拌30min；
(5)将2.0g制得的Tb3-xPrxNbO7粉末，其中0.5≤x≤1，加入20mL去离子水中，超声处理30min，使Tb3-xPrxNbO7，其中0.5≤x≤1，均匀分散于20mL水中，形成悬浮溶液，在转速为400r/min的搅拌条件下将此悬浮溶液缓慢滴加到步骤(4)所得溶液中，滴加完毕后继续搅拌30min；
(6)将步骤(5)中的反应凝胶倒入100mL带聚四氟乙稀内衬的高压反应釜中，在120℃温度下水热晶化12h获得产物；
(7)将产物从反应釜中取出，经布氏漏斗反复抽滤洗涤至滤液pH值为9±0.5，最后经干燥、研磨即可获得Tb3-xPrxNbO7-沸石复合多孔纳米催化材料，其中0.5≤x≤1。
6.根据权利要求5所述的Tb3-xPrxNbO7-沸石复合多孔纳米催化材料的制备方法制备得到的复合粉末催化材料：如下的结构式：沸石-Tb3-xPrxNbO7，其中0.5≤x≤1，沸石的粒径为0.06-2微米，Tb3-xPrxNbO7与沸石复合后粒径为0.09-1.30微米，其中0.5≤x≤1。
7.根据权利要求5所述的Tb3-xPrxNbO7-沸石复合多孔纳米催化材料的制备方法制备得到的沸石-Tb3-xPrxNbO7复合催化材料的应用，其中0.5≤x≤1，通过光催化反应体系和沸石-Tb3-xPrxNbO7，其中0.5≤x≤1，构成的反应系统降解废水中的目标有机污染物毒死蜱C9H11Cl3NO3PS、亚甲基兰C16H18ClN3S和磺胺甲噁唑C10H11N3O3S，光源为氙灯；采用沸石-Tb3- xPrxNbO7复合材料作为催化剂，其中0.5≤x≤1，上述复合催化剂颗粒均匀分布在水溶液内，采用波长大于420nm的截止滤光片，并同时采用充氧曝气；整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。
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