CN111111617A - 一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光降解吸附材料技术领域，且公开了一种光催化剂负载Co基MOFs‑多孔碳复合吸附材料及其制法，包括以下配方原料：壳聚糖、煤灰渣、TiO2、Ta2O5、Na2CO3、巯基修饰Co基MOFs。该一种光催化剂负载Co基MOFs‑多孔碳复合吸附材料及其制法，HTiTaO5片层结构缩短了电荷载流子的传输距离，提高电子的传输速率，HTiTaO5均匀地负载到巯基修饰Co‑MOFs煅烧产物的比表面和介孔结构中，碳骨架的煅烧产物具有良好的导电性能，可以增加光生载流子的扩散和传输速率，有效地抑制HTiTaO5光生电子和光生空穴的复合，壳聚糖羟基和氨基会与有机污染物之间形成氢键和范德华力，回收的废煤灰渣具有丰富的孔隙结构，可以对水中的重金属铜、镉、砷、汞及其离子进行很好的物理吸附。
Description
技术领域
本发明涉及光降解吸附材料技术领域，具体为一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法。
背景技术
近年来我国的水资源和水体污染问题日益严峻，污染问题造成了不良的社会影响和重大的经济损失，同时对人们的身体健康和社会的可持续发展造成了严重的危害，水污染是由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失并且污染环境，污染物主要来源于未经处理而排放的工业废水、未经处理而排放的生活污水、大量使用化肥、农药、除草剂而造成的农田污水等，日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。
工业废水是水源的重要污染源，重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等人为因素所致，其中含有大量有毒的重金属铜、镉、砷、汞及其离子等，具有量大、面积广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点，对水资源和环境造成了极大的污染，而有机污水一般是生活污水和皮革及食品等行业排出的大量有机污染物的水，有机污水中含有大量的油脂、碳水化合物、蛋白质等有机物质，通过水中微生物的生物化学作用所分解，但是在分解过程中需要消耗水中大量的氧气，影响了水生生物的正常代谢和繁殖，并且当水中溶解氧含量很低时，微生物对有机物进行厌氧分解，产生氨、硫化氢和硫醇等有毒物质，使水质进一步恶化。
光化学降解是一种新型的水污染处理方法，主要为间接光解法，目前的光催化剂主要有锐钛型二氧化钛、对苯醌、二苯甲酮类化合物等，但是这类光催化剂吸收光能的能力不高，对有机污染物的降解效果不能达到预期，同时光催化剂降解产生小分子容易对水体造成二次污染，并且目前的光催化材料对重金属及其离子的吸附效果较差。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，解决了目前光催化剂对有机污染物的降解效率不高，同时降解产生小分子容易对水体造成二次污染的问题，同时解决了目前的光催化材料对重金属及其离子的吸附效果较差的问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：4-7份壳聚糖、40-45份煤灰渣、16-21份TiO2、6-8份Ta2O5、4-5份Na2CO3、14-30份巯基修饰Co基MOFs。
优选的，所述煤灰渣为煤炭完全燃烧后的回收煤灰粉渣。
优选的，所述巯基修饰Co基MOFs制备方法包括以下步骤：
（1）向反应瓶加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，再依次加入CoCl2和有机MOF配体2,4,6-三（4-羧基苯基）-1,3,5-三嗪，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至60-70 ℃，超声频率为20-22 Kz，进行超声分散处理1-2 h，将溶液转移进自动水热反应釜中，加热至120-130 ℃，匀速搅拌反应35-40 h。
（2）反应结束将溶液冷却至室温，过滤除去溶液，依次使用适量的蒸馏水和无水乙醇洗涤固体，并置于烘箱中加热至120-130 ℃，充分干燥12-15 h得到Co基MOFs。
（3）向反应瓶中加入适量的甲苯溶剂，再加入乙二硫醇和Co基MOFs，将反应瓶置于油浴锅中，加热至115-125 ℃，匀速搅拌回流反应30-35 h，将溶液通过高速离心机中，进行离心分离除去溶剂，并使用适量的无水乙醇洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至70-80 ℃，充分干燥制备得到巯基修饰Co基MOFs。
优选的，所述步骤（1）中的CoCl2和有机MOF配体2,4,6-三（4-羧基苯基）-1,3,5-三嗪的物质的量摩尔比1.5-1.8:1。
优选的，所述步骤（3）乙二硫醇和Co基MOFs的质量比为25-30:1。
优选的，所述光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料制备方法包括以下步骤：
（1）向反应瓶中加入适量的蒸馏水和乙二醇溶剂，两者体积比为1.5-2:1，再依次加入14-30份巯基修饰Co基MOFs、16-21份TiO2、6-8份Ta2O5和4-5份Na2CO3，搅拌均匀后，将反应瓶置于将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至80-90 ℃，超声频率为20-22 Kz，进行超声分散处理2-3 h，将溶液置于坩埚中蒸发浓缩，冷却结晶。
（2）将固体产物研磨直至物料全部通过200-300目网筛，置于煅烧电阻炉中，升温速率为10-15 ℃/min，在1200-1250 ℃下煅烧18-20 h，将煅烧产物置于质量分数为10-12%的稀盐酸溶液中，匀速搅拌96-120 h，进行酸化反应，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80-90 ℃充分干燥，制备得到层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料。
（3）向反应瓶中加入质量分数为5-10 %的醋酸溶液和质量分数为20-25%的硫酸溶液，两者体积比为10-12:1，再依次加入4-7份壳聚糖、40-45份煤灰渣，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至70-80 ℃，超声频率为20-22 Kz，进行超声分散处理3-5 h，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80-90 ℃，并加入上述步骤（2）制得的层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料，匀速搅拌4-6 h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80-90 ℃充分干燥，制备得到光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料。
优选的，所述步骤（1）中的TiO2、Ta2O5和Na2CO3三者质量比为4-4.2:1.5-1.6:1。
（三）有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
该一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，使用半导体材料层状HTiTaO5作为光催化剂，其在光照下优良良好的光化学活性，可以产生大量的光生电子和空穴，其片层结构缩短了HTiTaO5带隙中光辐射产生的电荷载流子的扩散和传输距离，从而提高了电子传输速率，促进了光降解反应的正向进行。
该一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，通过煅烧Co-MOFs作为层状HTiTaO5的载体，巯基修饰的Co-MOFs拥有三维的正交孔道结构，使其煅烧产物具有巨大的比表面积和介孔结构，使层状HTiTaO5可以均匀地负载到Co-MOFs煅烧产物的表面和介孔结构中，减少了HTiTaO5在水中团聚或结块而降低光化学活性位点的现象，Co-MOFs煅烧产物大量的孔道结构还可以吸附光降解有机污染物产生的小分子和副产物，避免小分子和副产物对水质造成二次污染，同时碳骨架的Co-MOFs煅烧产物具有良好的导电性能和电子传输性能，可以增加光催化反应中的光生载流子的扩散和传输速率，有效地抑制HTiTaO5光生电子和光生空穴的复合，大大增强HTiTaO5对有苯酚、亚甲基蓝等机污染物的光催化降解作用。
该一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，使用壳聚糖和回收的废煤灰渣作为多孔碳吸附材料，很好地实现了废物利用，符合绿色生态观和可持续发展观，同时壳聚糖具有良好的生物可降解性，并且壳聚糖分子中的羟基和氨基与有机污染物之间形成氢键和范德华力，从而吸附有机小分子，同时壳聚糖具有优异的亲水性，可以促进复合吸附材料在水中的相容性，避免了由于材料在水中分散不均匀，而降低光催化剂活性位点以及与有机污染物的接触面积。
该一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，回收的废煤灰渣具有丰富的孔隙结构，可以对水中的重金属铜、镉、砷、汞及其离子进行很好的物理吸附，同时可以将HTiTaO5光催化降解有机污染物产生的小分子和副产物进行物理吸附，避免了对水质造成二次污染。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：4-7份壳聚糖、40-45份煤灰渣、16-21份TiO2、6-8份Ta2O5、4-5份Na2CO3、14-30份巯基修饰Co基MOFs，煤灰渣为煤炭完全燃烧后的回收煤灰粉渣。
巯基修饰Co基MOFs制备方法包括以下步骤：
（1）向反应瓶加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，再依次加入CoCl2和有机MOF配体2,4,6-三（4-羧基苯基）-1,3,5-三嗪，两者物质的量摩尔比1.5-1.8:1，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至60-70 ℃，超声频率为20-22 Kz，进行超声分散处理1-2 h，将溶液转移进自动水热反应釜中，加热至120-130 ℃，匀速搅拌反应35-40 h，反应结束将溶液冷却至室温，过滤除去溶液，依次使用适量的蒸馏水和无水乙醇洗涤固体，并置于烘箱中加热至120-130 ℃，充分干燥12-15 h得到Co基MOFs。
（2）向反应瓶中加入适量的甲苯溶剂，再加入乙二硫醇和Co基MOFs，两者质量比为25-30:1，将反应瓶置于油浴锅中，加热至115-125 ℃，匀速搅拌回流反应30-35 h，将溶液通过高速离心机中，进行离心分离除去溶剂，并使用适量的无水乙醇洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至70-80 ℃，充分干燥制备得到巯基修饰Co基MOFs。
光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料制备方法包括以下步骤：
（1）向反应瓶中加入适量的蒸馏水和乙二醇溶剂，两者体积比为1.5-2:1，再依次加入14-30份巯基修饰Co基MOFs、16-21份TiO2、6-8份Ta2O5和4-5份Na2CO3，三者质量比为4-4.2:1.5-1.6:1，搅拌均匀后，将反应瓶置于将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至80-90 ℃，超声频率为20-22 Kz，进行超声分散处理2-3 h，将溶液置于坩埚中蒸发浓缩，冷却结晶。
（2）将固体产物研磨直至物料全部通过200-300目网筛，置于煅烧电阻炉中，升温速率为10-15 ℃/min，在1200-1250 ℃下煅烧18-20 h，将煅烧产物置于质量分数为10-12%的稀盐酸溶液中，匀速搅拌96-120 h，进行酸化反应，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80-90 ℃充分干燥，制备得到层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料。
（3）向反应瓶中加入质量分数为5-10 %的醋酸溶液和质量分数为20-25%的硫酸溶液，两者体积比为10-12:1，再依次加入4-7份壳聚糖、40-45份煤灰渣，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至70-80 ℃，超声频率为20-22 Kz，进行超声分散处理3-5 h，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80-90 ℃，并加入上述步骤（2）制得的层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料，匀速搅拌4-6 h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80-90 ℃充分干燥，制备得到光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料。
实施例1：
（1）制备Co基MOFs组分1：向反应瓶加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，再依次加入CoCl2和有机MOF配体2,4,6-三（4-羧基苯基）-1,3,5-三嗪，两者物质的量摩尔比1.5:1，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至60 ℃，超声频率为20 Kz，进行超声分散处理1 h，将溶液转移进自动水热反应釜中，加热至120 ℃，匀速搅拌反应35 h，反应结束将溶液冷却至室温，过滤除去溶液，依次使用适量的蒸馏水和无水乙醇洗涤固体，并置于烘箱中加热至120 ℃，充分干燥12 h得到Co基MOFs组分1。
（2）制备巯基修饰Co基MOFs组分1：向反应瓶中加入适量的甲苯溶剂，再加入乙二硫醇和Co基MOFs组分1，两者质量比为25:1，将反应瓶置于油浴锅中，加热至115 ℃，匀速搅拌回流反应30 h，将溶液通过高速离心机中，进行离心分离除去溶剂，并使用适量的无水乙醇洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至70 ℃，充分干燥制备得到巯基修饰Co基MOFs组分1。
（3）制备层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分1：向反应瓶中加入适量的蒸馏水和乙二醇溶剂，两者体积比为1.5:1，再依次加入30份巯基修饰Co基MOFs组分1、16份TiO2、6份Ta2O5和4份Na2CO3，搅拌均匀后，将反应瓶置于将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至80 ℃，超声频率为20 Kz，进行超声分散处理2 h，将溶液置于坩埚中蒸发浓缩，冷却结晶，将固体产物研磨直至物料全部通过200目网筛，置于煅烧电阻炉中，升温速率为10 ℃/min，在1200 ℃下煅烧18 h，将煅烧产物置于质量分数为10%的稀盐酸溶液中，匀速搅拌96h，进行酸化反应，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80℃充分干燥，制备得到层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分1。
（4）制备光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料1：向反应瓶中加入质量分数为5 %的醋酸溶液和质量分数为20%的硫酸溶液，两者体积比为10:1，再依次加入4份壳聚糖、40份煤灰渣，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至70 ℃，超声频率为20 Kz，进行超声分散处理3 h，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80 ℃，并加入上述步骤（3）制得的层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分1，匀速搅拌4 h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80 ℃充分干燥，制备得到光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料1。
实施例2：
（1）制备Co基MOFs组分2：向反应瓶加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，再依次加入CoCl2和有机MOF配体2,4,6-三（4-羧基苯基）-1,3,5-三嗪，两者物质的量摩尔比1.8:1，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至60 ℃，超声频率为22 Kz，进行超声分散处理2 h，将溶液转移进自动水热反应釜中，加热至130 ℃，匀速搅拌反应35 h，反应结束将溶液冷却至室温，过滤除去溶液，依次使用适量的蒸馏水和无水乙醇洗涤固体，并置于烘箱中加热至120 ℃，充分干燥12 h得到Co基MOFs组分2。
（2）制备巯基修饰Co基MOFs组分2：向反应瓶中加入适量的甲苯溶剂，再加入乙二硫醇和Co基MOFs组分2，两者质量比为25:1，将反应瓶置于油浴锅中，加热至125 ℃，匀速搅拌回流反应30 h，将溶液通过高速离心机中，进行离心分离除去溶剂，并使用适量的无水乙醇洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至70 ℃，充分干燥制备得到巯基修饰Co基MOFs组分2。
（3）制备层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分2：向反应瓶中加入适量的蒸馏水和乙二醇溶剂，两者体积比为1.5:1，再依次加入25份巯基修饰Co基MOFs组分2、17.3份TiO2、6.5份Ta2O5和4.2份Na2CO3，搅拌均匀后，将反应瓶置于将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至90 ℃，超声频率为22 Kz，进行超声分散处理3 h，将溶液置于坩埚中蒸发浓缩，冷却结晶，将固体产物研磨直至物料全部通过200目网筛，置于煅烧电阻炉中，升温速率为10℃/min，在1200 ℃下煅烧20 h，将煅烧产物置于质量分数为10%的稀盐酸溶液中，匀速搅拌96 h，进行酸化反应，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80 ℃充分干燥，制备得到层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分2。
（4）制备光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料2：向反应瓶中加入质量分数为10 %的醋酸溶液和质量分数为20%的硫酸溶液，两者体积比为10:1，再依次加入4.5份壳聚糖、41.5份煤灰渣，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至70 ℃，超声频率为22 Kz，进行超声分散处理3 h，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至90 ℃，并加入上述步骤（3）制得的层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分2，匀速搅拌6 h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80 ℃充分干燥，制备得到光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料2。
实施例3：
（1）制备Co基MOFs组分3：向反应瓶加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，再依次加入CoCl2和有机MOF配体2,4,6-三（4-羧基苯基）-1,3,5-三嗪，两者物质的量摩尔比1.7.8:1，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至65 ℃，超声频率为22 Kz，进行超声分散处理2 h，将溶液转移进自动水热反应釜中，加热至125 ℃，匀速搅拌反应38 h，反应结束将溶液冷却至室温，过滤除去溶液，依次使用适量的蒸馏水和无水乙醇洗涤固体，并置于烘箱中加热至125 ℃，充分干燥14 h得到Co基MOFs组分3。
（2）制备巯基修饰Co基MOFs组分3：向反应瓶中加入适量的甲苯溶剂，再加入乙二硫醇和Co基MOFs组分3，两者质量比为28:1，将反应瓶置于油浴锅中，加热至120 ℃，匀速搅拌回流反应32 h，将溶液通过高速离心机中，进行离心分离除去溶剂，并使用适量的无水乙醇洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至75 ℃，充分干燥制备得到巯基修饰Co基MOFs组分3。
（3）制备层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分3：向反应瓶中加入适量的蒸馏水和乙二醇溶剂，两者体积比为1.8:1，再依次加入23份巯基修饰Co基MOFs组分3、18.5份TiO2、7份Ta2O5和4.5份Na2CO3，搅拌均匀后，将反应瓶置于将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至85 ℃，超声频率为22 Kz，进行超声分散处理3 h，将溶液置于坩埚中蒸发浓缩，冷却结晶，将固体产物研磨直至物料全部通过300目网筛，置于煅烧电阻炉中，升温速率12 ℃/min，在1220 ℃下煅烧20 h，将煅烧产物置于质量分数为12%的稀盐酸溶液中，匀速搅拌110h，进行酸化反应，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至85℃充分干燥，制备得到层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分3。
（4）制备光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料3：向反应瓶中加入质量分数为80 %的醋酸溶液和质量分数为22%的硫酸溶液，两者体积比为11:1，再依次加入5份壳聚糖、42份煤灰渣，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至75 ℃，超声频率为22 Kz，进行超声分散处理4 h，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至85 ℃，并加入上述步骤（3）制得的层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分3，匀速搅拌5 h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至85 ℃充分干燥，制备得到光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料3。
实施例4：
（1）制备Co基MOFs组分4：向反应瓶加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，再依次加入CoCl2和有机MOF配体2,4,6-三（4-羧基苯基）-1,3,5-三嗪，两者物质的量摩尔比1.8:1，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至60 ℃，超声频率为20 Kz，进行超声分散处理2 h，将溶液转移进自动水热反应釜中，加热至120 ℃，匀速搅拌反应40 h，反应结束将溶液冷却至室温，过滤除去溶液，依次使用适量的蒸馏水和无水乙醇洗涤固体，并置于烘箱中加热至130 ℃，充分干燥15 h得到Co基MOFs组分4。
（2）制备巯基修饰Co基MOFs组分4：向反应瓶中加入适量的甲苯溶剂，再加入乙二硫醇和Co基MOFs组分4，两者质量比为30:1，将反应瓶置于油浴锅中，加热至115 ℃，匀速搅拌回流反应30 h，将溶液通过高速离心机中，进行离心分离除去溶剂，并使用适量的无水乙醇洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80 ℃，充分干燥制备得到巯基修饰Co基MOFs组分4。
（3）制备层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分4：向反应瓶中加入适量的蒸馏水和乙二醇溶剂，两者体积比为2:1，再依次加入19份巯基修饰Co基MOFs组分4、19.7份TiO2、7.5份Ta2O5和4.8份Na2CO3，搅拌均匀后，将反应瓶置于将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至90 ℃，超声频率为22 Kz，进行超声分散处理3 h，将溶液置于坩埚中蒸发浓缩，冷却结晶，将固体产物研磨直至物料全部通过300目网筛，置于煅烧电阻炉中，升温速率为15℃/min，在1200 ℃下煅烧20 h，将煅烧产物置于质量分数为10%的稀盐酸溶液中，匀速搅拌120 h，进行酸化反应，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80 ℃充分干燥，制备得到层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分4。
（4）制备光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料4：向反应瓶中加入质量分数为10 %的醋酸溶液和质量分数为25%的硫酸溶液，两者体积比为12:1，再依次加入6份壳聚糖、43份煤灰渣，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至80 ℃，超声频率为20 Kz，进行超声分散处理3 h，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80 ℃，并加入上述步骤（3）制得的层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分4，匀速搅拌6 h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至90 ℃充分干燥，制备得到光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料4。
实施例5：
（1）制备Co基MOFs组分5：向反应瓶加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，再依次加入CoCl2和有机MOF配体2,4,6-三（4-羧基苯基）-1,3,5-三嗪，两者物质的量摩尔比1.8:1，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至70 ℃，超声频率为22 Kz，进行超声分散处理2 h，将溶液转移进自动水热反应釜中，加热至130 ℃，匀速搅拌反应40 h，反应结束将溶液冷却至室温，过滤除去溶液，依次使用适量的蒸馏水和无水乙醇洗涤固体，并置于烘箱中加热至130 ℃，充分干燥15 h得到Co基MOFs组分5。
（2）制备巯基修饰Co基MOFs组分5：向反应瓶中加入适量的甲苯溶剂，再加入乙二硫醇和Co基MOFs组分5，两者质量比为30:1，将反应瓶置于油浴锅中，加热至125 ℃，匀速搅拌回流反应35 h，将溶液通过高速离心机中，进行离心分离除去溶剂，并使用适量的无水乙醇洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80 ℃，充分干燥制备得到巯基修饰Co基MOFs组分5。
（3）制备层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分5：向反应瓶中加入适量的蒸馏水和乙二醇溶剂，两者体积比为2:1，再依次加入14份巯基修饰Co基MOFs组分5、21份TiO2、8份Ta2O5和5份Na2CO3，搅拌均匀后，将反应瓶置于将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至90 ℃，超声频率为22 Kz，进行超声分散处理3 h，将溶液置于坩埚中蒸发浓缩，冷却结晶，将固体产物研磨直至物料全部通过300目网筛，置于煅烧电阻炉中，升温速率为15 ℃/min，在1250 ℃下煅烧20 h，将煅烧产物置于质量分数为12%的稀盐酸溶液中，匀速搅拌120h，进行酸化反应，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至90℃充分干燥，制备得到层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分5。
（4）制备光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料5：向反应瓶中加入质量分数为10 %的醋酸溶液和质量分数为25%的硫酸溶液，两者体积比为12:1，再依次加入7份壳聚糖、45份煤灰渣，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至80 ℃，超声频率为22 Kz，进行超声分散处理5 h，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至90 ℃，并加入上述步骤（3）制得的层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料组分5，匀速搅拌6 h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至90 ℃充分干燥，制备得到光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料5。
综上所述，该一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，使用半导体材料层状HTiTaO5作为光催化剂，其在光照下优良良好的光化学活性，可以产生大量的光生电子和空穴，其片层结构缩短了HTiTaO5带隙中光辐射产生的电荷载流子的扩散和传输距离，从而提高了电子传输速率，促进了光降解反应的正向进行。
通过煅烧Co-MOFs作为层状HTiTaO5的载体，巯基修饰的Co-MOFs拥有三维的正交孔道结构，使其煅烧产物具有巨大的比表面积和介孔结构，使层状HTiTaO5可以均匀地负载到Co-MOFs煅烧产物的表面和介孔结构中，减少了HTiTaO5在水中团聚或结块而降低光化学活性位点的现象，Co-MOFs煅烧产物大量的孔道结构还可以吸附光降解有机污染物产生的小分子和副产物，避免小分子和副产物对水质造成二次污染，同时碳骨架的Co-MOFs煅烧产物具有良好的导电性能和电子传输性能，可以增加光催化反应中的光生载流子的扩散和传输速率，有效地抑制HTiTaO5光生电子和光生空穴的复合，大大增强HTiTaO5对有苯酚、亚甲基蓝等机污染物的光催化降解作用。
使用壳聚糖和回收的废煤灰渣作为多孔碳吸附材料，很好地实现了废物利用，符合绿色生态观和可持续发展观，同时壳聚糖具有良好的生物可降解性，并且壳聚糖分子中的羟基和氨基与有机污染物之间形成氢键和范德华力，从而吸附有机小分子，同时壳聚糖具有优异的亲水性，可以促进复合吸附材料在水中的相容性，避免了由于材料在水中分散不均匀，而降低光催化剂活性位点以及与有机污染物的接触面积。
回收的废煤灰渣具有丰富的孔隙结构，可以对水中的重金属铜、镉、砷、汞及其离子进行很好的物理吸附，同时可以将HTiTaO5光催化降解有机污染物产生的小分子和副产物进行物理吸附，避免了对水质造成二次污染。
Claims (7)
1.一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：4-7份壳聚糖、40-45份煤灰渣、16-21份TiO2、6-8份Ta2O5、4-5份Na2CO3、14-30份巯基修饰Co基MOFs。
2.根据权利要求1所述的一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，其特征在于：所述煤灰渣为煤炭完全燃烧后的回收煤灰粉渣。
3.根据权利要求1所述的一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，其特征在于：所述巯基修饰Co基MOFs制备方法包括以下步骤：
（1）向反应瓶加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，再依次加入CoCl2和有机MOF配体2,4,6-三（4-羧基苯基）-1,3,5-三嗪，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至60-70 ℃，超声频率为20-22 Kz，进行超声分散处理1-2 h，将溶液转移进自动水热反应釜中，加热至120-130℃，匀速搅拌反应35-40 h。
（2）反应结束将溶液冷却至室温，过滤除去溶液，依次使用适量的蒸馏水和无水乙醇洗涤固体，并置于烘箱中加热至120-130 ℃，充分干燥12-15 h得到Co基MOFs。
（3）向反应瓶中加入适量的甲苯溶剂，再加入乙二硫醇和Co基MOFs，将反应瓶置于油浴锅中，加热至115-125 ℃，匀速搅拌回流反应30-35 h，将溶液通过高速离心机中，进行离心分离除去溶剂，并使用适量的无水乙醇洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至70-80 ℃，充分干燥制备得到巯基修饰Co基MOFs。
4.根据权利要求3所述的一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，其特征在于：所述步骤（1）中的CoCl2和有机MOF配体2,4,6-三（4-羧基苯基）-1,3,5-三嗪的物质的量摩尔比1.5-1.8:1。
5.根据权利要求3所述的一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，其特征在于：所述步骤（3）乙二硫醇和Co基MOFs的质量比为25-30:1。
6.根据权利要求1所述的一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，其特征在于：所述光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料制备方法包括以下步骤：
（1）向反应瓶中加入适量的蒸馏水和乙二醇溶剂，两者体积比为1.5-2:1，再依次加入14-30份巯基修饰Co基MOFs、16-21份TiO2、6-8份Ta2O5和4-5份Na2CO3，搅拌均匀后，将反应瓶置于将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至80-90 ℃，超声频率为20-22 Kz，进行超声分散处理2-3 h，将溶液置于坩埚中蒸发浓缩，冷却结晶。
（2）将固体产物研磨直至物料全部通过200-300目网筛，置于煅烧电阻炉中，升温速率为10-15 ℃/min，在1200-1250 ℃下煅烧18-20 h，将煅烧产物置于质量分数为10-12%的稀盐酸溶液中，匀速搅拌96-120 h，进行酸化反应，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80-90 ℃充分干燥，制备得到层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料。
（3）向反应瓶中加入质量分数为5-10 %的醋酸溶液和质量分数为20-25%的硫酸溶液，两者体积比为10-12:1，再依次加入4-7份壳聚糖、40-45份煤灰渣，将反应瓶置于超声处理仪中进行加热至70-80 ℃，超声频率为20-22 Kz，进行超声分散处理3-5 h，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80-90 ℃，并加入上述步骤（2）制得的层状HTiTaO5负载Co-MOFs基光催化材料，匀速搅拌4-6 h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水洗涤固体产物，并置于烘箱中加热至80-90 ℃充分干燥，制备得到光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料。
7.根据权利要求6所述的一种光催化剂负载Co基MOFs-多孔碳复合吸附材料及其制法，其特征在于：所述步骤（1）中的TiO2、Ta2O5和Na2CO3三者质量比为4-4.2:1.5-1.6:1。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113880316A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-01-04 | 青岛延晖环保科技有限公司 | 一种利用生物膜淡化海水的方法 |
| CN113880316B (zh) * | 2021-11-17 | 2022-05-27 | 青岛延晖环保科技有限公司 | 一种利用生物膜淡化海水的方法 |
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| CN116351394A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-06-30 | 中煤科工清洁能源股份有限公司 | 一种利用气化细灰制备多孔吸附材料的方法 |
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