CN115845923B - 一种复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料及其制备方法和应用，该复合材料包括La‑MOF和BiOX，La‑MOF负载于BiOX上，X为卤素。本发明中的复合材料具有异质结结构，提高其光电子传递效率，进而提高复合材料对CQ的光催化降解效率；同时，复合材料基于La位点和正磷酸盐(PO₄ ^3‑)形成特异性吸附作用，CQ降解过程中产生的磷酸盐被复合材料快速吸附去除，即，本申请中的复合材料实现去除CQ的同时去除PO₄ ^3‑。

Description

一种复合材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，有研究中报道了关于磷酸氯喹(Chloroquine phosphate，CQ)的在水环境中的迁移、转移以及其归宿(Coelho et al.,2017)，研究发现，CQ作为一种抗病毒、抗菌药物，具备高毒性、持久性和生物累积性的特征，会在生物体内长期富集或产生耐药性细菌，通过食物链的传播，最终将威胁人体健康。然而，目前针对CQ去除的方法少之又少，仅有关于CQ的降解研究，因此，开发一种高效且绿色安全去除水体中CQ的方法十分重要。

其中，高级氧化技术(Advanced oxidation processes，AOPs)是目前降解CQ的主要方法，该技术是基于溶液中氧化剂和还原剂之间的氧化还原反应和化学反应物与物理活化方法的结合，产生大量强氧化自由基，将有机污染物高效降解去除。2021年Yi等(Yi etal.,2021)基于PDINH/MIL-88A(Fe)材料，构建了光催化活化过硫酸盐高级氧化体系，实现了CQ的有效去除。2022年Wang等(Wang et al.,2022)使用BUC-21(Fe)材料，结合非均相光催化芬顿反应对CQ进行降解，同时阐述了Fe²⁺的影响。由此可见，基于金属有机框架材料(MOFs)构建光催化体系是去除水中CQ的有效技术。

然而，由于CQ作为一种含磷酸盐的喹啉衍生有机物，现有的光催化技术虽然可以降解CQ，但对CQ降解后释放出的大量正磷酸盐(PO₄ ^3-)无能为力，磷酸盐污染会进一步引起水中无机磷浓度的超标，从而导致水体富营养化现象。

发明内容

为了解决现有光催化剂在降解CQ的同时无法消除降解过程中产生的正磷酸盐，进而导致水体营养化的问题，本发明的目的之一是提供一种复合材料。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种复合材料，包括La-MOF和BiOX，La-MOF负载于BiOX上，X为卤素。

本发明的有益效果为：本发明中的复合材料(即，La-MOF/BiOX)具有异质结结构，提高其光电子传递效率，进而提高复合材料对CQ的光催化降解效率；同时，基于La位点和正磷酸盐(PO₄ ^3-)形成特异性吸附作用，CQ降解过程中产生的磷酸盐被复合材料快速吸附去除；即，复合材料实现去除CQ的同时去除PO₄ ^3-，解决现有光催化剂在降解CQ的同时无法消除降解过程中产生的正磷酸盐，进而导致水体营养化的问题。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步地，X为Cl、I和Br中的任意一种。

进一步地，复合材料中La-MOF的质量分数为20％～80％。

本发明的目的之二是提供一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将溶液A与溶液B混合并进行搅拌反应，反应结束后经静止和干燥制得La-MOF；其中，溶液A中包括镧盐，溶液B中包括均苯三甲酸；

步骤2、向分散有La-MOF的混合溶液中加入溶剂、铋盐和表面活性剂并混合，然后继续加入卤素无机盐制得前驱液；将制得的前驱液进行水热反应，制得La-MOF/BiOX复合材料。

进一步地，镧盐与均苯三甲酸的摩尔比为0.9:1～1:1.1。

进一步地，镧盐为六水硝酸镧。

进一步地，铋盐和卤素无机盐的摩尔比为(1～3):1；铋盐与表面活性剂的摩尔比为(375～1900)：1。

进一步地，卤素无机盐包括氯化钾、碘化钾、溴化钠和氯化钠中任意一种；表面活性剂包括聚乙烯吡咯酮、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基氯化铵中至少一种；溶剂包括丙三醇、乙醇、甘露醇、甲醇和水中的至少一种；铋盐为硝酸铋和/或三氯化铋。

进一步地，步骤1中搅拌反应的条件为：温度为22～30℃、搅拌速度为120～140r/min、反应时间为1～2h；

步骤2中水热反应的温度为130～180℃、反应时间为4～16h。

本发明的目的之三是提供一种将目的之一中的复合材料用作光催化剂。

本发明具有以下有益效果：

本发明的首要目的是克服现有高级氧化技术降解CQ效能较低且CQ降解中磷酸盐大量释放难以去除的问题，基于此，本发明提供一种La-MOF/BiOX复合材料。本发明通过设计镧基MOF和BiOX的复合材料，构建异质结结构，使得复合材料可见光的吸收范围增大，同时抑制了光生载流子的复合，进而提高光电子传递效率，最终提高CQ的光催化降解效能；同时，复合材料基于La位点和正磷酸盐的特异性吸附作用，将降解过程中产生的磷酸盐快速吸附去除。

另外，本发明中采用水热法来制备La-MOF/BiOBr复合材料，该方法具有工艺简单以及生产速度快的特点，并且采用水热法还利于提高复合材料中各元素的均匀分布，在一定程度上利于提高催化剂的催化效率。

附图说明

图1为La-MOF、BiOBr以及本发明制备的LM-BB-50复合材料的XRD衍射图谱；

图2为La-MOF、BiOBr以及本发明制备得到的LM-BB-50复合材料的SEM图；其中图a为La-MOF的SEM图，图b为BiOBr的SEM图，图c为LM-BB-50复合材料SEM图；

图3为La-MOF、BiOBr以及本发明制备LM-BB-50复合材料催化降解CQ的性能测试图；

图4为La-MOF、BiOBr以及本发明制备的LM-BB-50复合材料降解CQ同步去除PO₄ ^3-的性能测试图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本申请的中的一种复合材料及其制备方法和应用进行描述。

然而，本申请可按照许多不同的形式示例并且不应被解释为限于在此阐述的具体实施例，更确切地说，提供这些实施例的目的是使得本申请将是彻底的和完整的，并且将要把本申请的范围充分地传达给本领域技术人员。

发明人深耕于光催化技术领域，并对现有用于CQ的光催化材料进行了大量的调查，发现现有的光催化材料不能在降解CQ时同时去除PO₄ ^3-。

基于此，本发明第一方面的实施例提供一种复合材料，该复合材料包括La-MOF和BiOX，La-MOF负载于BiOX上，X为卤素。

本实施例中的复合材料(即，La-MOF/BiOX)利用BiOX对La-MOF进行改性形成异质结结构，从而扩大了复合材料对可见光的吸收范围，避免La-MOF可见光吸收范围窄的问题；同时，La-MOF与BiOX复合形成异质结结构，避免BiOX存在光生载流子的分离效率的问题，进而抑制光生载流子的复合；最终提高其光电子传递效率，进而提高复合材料对CQ的光催化降解效率；此外，复合材料基于La位点和正磷酸盐(PO₄ ^3-)形成特异性吸附作用，CQ降解过程中产生的磷酸盐被快速吸附去除，复合材料实现去除CQ的同时去除PO₄ ^3-。

另外，在一些实施例中，X为Cl、I和Br中的任意一种；进一步优选地，X为Br。在本实施例中，BiOBr呈独特的层结构，并且其在空间结构上具有c轴，利于复合材料对可见光的吸收，进而利于促进催化降解。

另外，在一些实施例中，复合材料中La-MOF的质量分数为20％～80％；在本实施例中，该质量分数范围制备的La-MOF/BiOX复合材料能够满足CQ降解过程对PO₄ ^3-的尽可能完全吸附，最终达到在降解CQ的同时去除PO₄ ^3-的目的；作为优选地，复合材料中La-MOF的质量分数为50％。

本发明第二方面的实施例提供一种用于制备第一方面实施例中复合材料(即，La-MOF/BiOX)的方法，该制备方法具体包括以下步骤：

步骤1、将溶液A与溶液B混合并进行搅拌反应，反应结束后经静止和干燥后制得La-MOF；其中，溶液A中包括镧盐，溶液B中包括均苯三甲酸；

步骤2、向分散有La-MOF的混合溶液中加入溶剂、铋盐和表面活性剂并混合，然后继续加入卤素无机盐制得前驱液；将制得的前驱液进行水热反应，制得La-MOF/BiOX复合材料。

采用本实施例中的方法能够构建出具有异质结结构的La-MOF/BiOX复合材料，因此，制备的La-MOF/BiOX复合材料具有光电子传递效率高的特点，进而具有对CQ较高催化效率；此外，复合材料中La位点还能与正磷酸盐中的PO₄ ^3-产生异性吸附作用，因此，该复合材料在降解CQ同时将降解过程中产生的磷酸盐快速吸附去除，实现降解CQ的同时去除PO₄ ^3-。

此外，水热合成法是以水和/或有机溶剂为反应介质，在一定温度和压力条件下，利用密闭环境创造出高温高压的临界反应状态，制得形貌均一的复合材料；并且该方法成熟稳定且可精确调控产物的形貌，使制备的复合材料中元素分布均匀，在一定程度上提高复合材料的催化效率。

另外，在一些实施例中，步骤1中的镧盐与均苯三甲酸的摩尔比为0.9:1～1:1.1；优选地，镧盐与均苯三甲酸的摩尔比为1:1。在本实施例中，溶液A由镧盐和去离子水组成，溶液B由均苯三甲酸、去离子水以及乙醇组成；具体为：镧盐溶解于去离子水中制成溶液A，均苯三甲酸溶解于体积比为1:1的乙醇和去离子水的混合溶剂制成溶液B。此外，优先地，本实施例中的镧盐为六水硝酸镧(La(NO₃)₃·6H₂O)。

另外，在本实施例中，步骤1中搅拌反应的条件为：温度为22～30℃、搅拌速度为120～140r/min、反应时间为1～2h；在本实施例中，该条件下确保La-MOF生成具有纳米棒状结构；优选地，步骤1中搅拌反应的条件为：温度为25℃、搅拌速度为135r/min、反应时间为1.5h。并且，在本实施中，搅拌反应完成后还需静止30min得到沉淀，并用水/乙醇(v/v，1:1)混合溶剂对沉淀清洗涤5次，再将沉淀在60℃下干燥后制得La-MOF。

另外，在一些实施例中，铋盐和卤素无机盐的摩尔比为(1～3):1；优选地，铋盐和卤素无机盐的摩尔比为(1.5～2.5)：1；进一步优选地，铋盐和卤素无机盐的摩尔比为1:1；

铋盐与表面活性剂的摩尔比为(375～1900)：1；优选地，铋盐与表面活性剂的摩尔比为1500：1。

另外，在一些实施例中，卤素无机盐包括氯化钾、碘化钾、溴化钠和氯化钠中任意一种，优选地，卤素无机盐为溴化钠；表面活性剂包括聚乙烯吡咯酮、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基氯化铵中至少一种，优选地，表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮；溶剂包括丙三醇、乙醇、甘露醇、甲醇和水中的至少一种；铋盐为硝酸铋和/或三氯化铋；此外，本实施例中溶剂确保生成的BiOX为片状结构。

此外，在上述基础上，本领域中常规的铋盐、卤素无机盐以及表面活性剂也均可作用为本申请的原料，对此，本申请中不再进行详细的说明。

另外，在一些实施例中，水热反应的温度为130～180℃、反应时间为4～16h。该反应条件确保能够构建形成具有异质结结构的La-MOF/BiOX复合材料生成；此外，作为优选的，水热反应的温度为160℃，反应时间为6h。

此外，步骤2中制备前驱液时，步骤1中的La-MOF通过超声分散于去离子中制成混合溶液，然后往混合溶液中加入溶剂、铋盐和表面活性剂并剧烈搅拌30min直至所有物质分散，然后再缓慢的往混合溶液中加入卤素无机盐并继续搅拌。

本申请第三方面的实施例是将第一方面实施例中的复合材料用作光催化剂，在本实例中，该光催化剂在降解CQ的同时去除了CQ降解过程中产生的正磷酸盐中的PO₄ ^3-；此外，本实施例中的复合材料除了可用于光降解CQ之外，还可用于降解双酚A(Bpa)、双酚F(Bpf)、磺胺甲恶唑(Smz)和对氯苯酚(4-cp)等物质。

实施例

实施例1

一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、La-MOF的制备

首先，将5.412g La(NO₃)₃·6H₂O溶于250mL去离子水中，得到溶液A；将2.627g均苯三甲酸(H₃BTC)溶于250mL水和乙醇的混合溶剂中制得溶液B，其中，混合溶剂中水和乙醇的体积为1:1。将溶液A和溶液B在25℃下混合，并在135r/min条件下反应1.5h，经自然沉淀30min后，用水/乙醇(v/v，1:1)混合溶剂对沉淀洗涤5次，经60℃的烘箱干燥后制得La-MOF。

步骤2、La-MOF/BiOBr复合材料的制备

先将0.0762g的La-MOF加入装有25mLH₂O的烧杯中，并超声10min进行分散制得混合溶液；将25mL丙三醇、0.486g Bi(NO₃)₃·5H₂O和0.4g聚乙烯吡咯酮(PVP)加入到混合溶液中并在磁力搅拌器上剧烈搅拌30min直至所有物质溶解；然后继续向混合溶液中缓慢滴加5mL NaBr(0.2M)并继续搅拌30min后制得前驱液。

将前驱液转移至100mL的反应釜内衬中，盖好反应釜后，在160℃下保持6小时进行水热反应。反应结束后经离心、洗样三次，并在60℃下保持12小时干燥制得La-MOF/BiOBr-20复合材料(简写为LM-BB-20，其中，20是指La-MOF/BiOBr-20复合材料中La-MOF的分数为20％)。

实施例2

一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、La-MOF的制备

首先，将5.412g La(NO₃)₃·6H₂O溶于250mL去离子水中，得到溶液A；将2.627gH₃BTC溶于250mL水和乙醇的混合溶剂中制得溶液B，其中，混合溶剂中水和乙醇的体积为1:1。将溶液A和溶液B在25℃下混合，并在135r/min条件下反应1.5h，经自然沉淀30min后，用水/乙醇(v/v，1:1)混合溶剂对沉淀洗涤5次，经60℃的烘箱干燥得到La-MOF。

步骤2、La-MOF/BiOBr复合材料的制备

先将0.203g的La-MOF加入装有25mL H₂O的烧杯中，并超声10min进行分散制得混合溶液；将25mL丙三醇、0.486g Bi(NO₃)₃·5H₂O和0.4g聚乙烯吡咯酮(PVP)加入到混合溶液中并在磁力搅拌器上剧烈搅拌30min直至所有物质溶解；然后继续向混合溶液中缓慢滴加5mL NaBr(0.2M)并继续搅拌30min后制得前驱液。

将前驱液转移至100mL的反应釜内衬中，盖好反应釜后，在160℃下保持6小时进行水热反应。反应结束后经离心、洗样三次，并在60℃下保持12小时干燥后制得La-MOF/BiOBr-40(简写为：LM-BB-40，40是指La-MOF/BiOBr-40复合材料中La-MOF的分数为40％)。

实施例3

一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、La-MOF的制备

首先，将5.412g La(NO₃)₃·6H₂O溶于250mL去离子水中，得到溶液A；将2.627g均苯三甲酸(H₃BTC)溶于250mL水和乙醇的混合溶剂中制得溶液B，其中，混合溶剂中水和乙醇的体积为1:1。将溶液A和溶液B在25℃下混合，并在135r/min条件下反应1.5h，经自然沉淀30min后，用水/乙醇(v/v，1:1)混合溶剂对沉淀洗涤5次，经60℃的烘箱干燥后制得La-MOF。

步骤2、La-MOF/BiOBr复合材料的制备

先将0.305g的La-MOF加入装有25mLH₂O的烧杯中，并超声10min进行分散制得混合溶液。将25mL丙三醇、0.486g Bi(NO₃)₃·5H₂O和0.4g聚乙烯吡咯酮(PVP)加入到混合溶液中并在磁力搅拌器上剧烈搅拌30min直至所有物质溶解；然后继续向混合溶液中缓慢滴加5mLNaBr(0.2M)并继续搅拌30min后制得前驱液。

将前驱液转移至100mL的反应釜内衬中，盖好反应釜后，在160℃下保持6小时进行水热反应。反应结束后经离心、洗样三次，并在60℃下保持12小时干燥后制得La-MOF/BiOBr-50(简写为LM-BB-50，50是指La-MOF/BiOBr-50复合材料中La-MOF的分数为50％)。

实施例4

一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、La-MOF的制备

首先，将5.412g La(NO₃)₃·6H₂O溶于250mL去离子水中，得到溶液A；将2.627g均苯三甲酸(H₃BTC)溶于250mL水和乙醇的混合溶剂中制得溶液B，其中，混合溶剂中水和乙醇的体积为1:1。将溶液A和溶液B在25℃下混合，并在135r/min条件下反应1.5h，经自然沉淀30min后，用水/乙醇(v/v，1:1)混合溶剂对沉淀洗涤5次，经60℃的烘箱干燥后制得La-MOF。

步骤2、La-MOF/BiOBr复合材料的制备

先将0.305g的La-MOF加入装有25mLH₂O的烧杯中，并超声10min进行分散制得混合溶液。将25mL丙三醇、0.324g Bi(NO₃)₃·5H₂O和0.4g聚乙烯吡咯酮(PVP)加入到混合溶液中并在磁力搅拌器上剧烈搅拌30min直至所有物质溶解；然后继续向混合溶液中缓慢滴加5mLNaBr(0.2M)并继续搅拌30min后制得前驱液。

将前驱液转移至100mL的反应釜内衬中，盖好反应釜后，在160℃下保持6小时进行水热反应。反应结束后经离心、洗样三次，并在60℃下保持12小时干燥后制得La-MOF/BiOBr-60(简写为LM-BB-60，60是指La-MOF/BiOBr-60复合材料中La-MOF的分数为60％)。

实施例5

一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、La-MOF的制备

首先，将5.412g La(NO₃)₃·6H₂O溶于250mL去离子水中，得到溶液A；将2.627g均苯三甲酸(H₃BTC)溶于250mL水和乙醇的混合溶剂中制得溶液B，其中，混合溶剂中水和乙醇的体积为1:1。将溶液A和溶液B在25℃下混合，并在135r/min条件下反应1.5h，经自然沉淀30min后，用水/乙醇(v/v，1:1)混合溶剂对沉淀洗涤5次，经60℃的烘箱干燥后制得La-MOF。

步骤2、La-MOF/BiOBr复合材料的制备

先将0.305g的La-MOF加入装有25mLH₂O的烧杯中，并超声10min进行分散制得混合溶液。将25mL丙三醇、0.122g Bi(NO₃)₃·5H₂O和0.1g PVP加入到混合溶液中并在磁力搅拌器上剧烈搅拌30min直至所有物质溶解；然后继续向混合溶液中缓慢滴加5mL NaBr(0.2M)并继续搅拌30min后制得前驱液。

将前驱液转移至100mL的反应釜内衬中，盖好反应釜后，在160℃下保持6小时进行水热反应。反应结束后经离心、洗样三次，并在60℃下保持12小时干燥后制得La-MOF/BiOBr-80(简写为LM-BB-80，80是指La-MOF/BiOBr-80复合材料中La-MOF的分数为80％)。

对比例1

一种La-MOF的制备方法，包括如下步骤：

首先，将5.412g La(NO₃)₃·6H₂O溶于250mL去离子水中，得到溶液A；将2.627g均苯三甲酸(H₃BTC)溶于250mL水和乙醇的混合溶剂中制得溶液B，其中，混合溶剂中水和乙醇的体积为1:1。将溶液A和溶液B在25℃下混合，并在135r/min条件下反应1.5h，经自然沉淀30min后，用水/乙醇(v/v，1:1)混合溶剂对沉淀洗涤5次，经60℃的烘箱干燥后制得La-MOF。

对比例2

一种BiOBr的制备方法，包括如下步骤：

将0.486gBi(NO₃)₃·5H₂O和0.4g PVP，加入装有25mL H₂O和25mL丙三醇的烧杯中并在磁力搅拌器上剧烈搅拌30min直至所有物质溶解，然后缓慢滴加5mL NaBr(1M)并继续搅拌30min后制得前驱液。

将前驱液转移至100mL的反应釜内衬中，盖好反应釜后，在160℃下保持6小时进行水热反应。反应结束后经离心、洗样三次，并在60℃下保持12小时干燥后制得BiOBr。

测试分析

下面将实施例3制备的复合材料以及对比例1制备的La-MOF和对比例2制备的BiOBr进行表征及性能测试分析。

1、XRD测试分析

本发明中采用X射线衍射仪(Rigaku SmartLab 9kW XRD with Cu Kαradiation(λ＝0.15418nm))对实施例3制备的复合材料(即，LM-BB-50)以及对比例1制备的La-MOF和对比例2制备的BiOBr进行表征，测试结果如图1所示。

从图1中可以看到，BiOBr典型的峰值出现在10.9°、25.3°、32.3°和57.3°，分别指向(001)、(011)、(110)、和(212)晶面(PDF#01-1004)。而复合材料LM-BB-50的XRD图谱均出现La-MOF和BiOBr的特征峰，表明La-MOF/BiOBr被成功合成。

2、SEM测试分析

通过扫描电镜对实施例3制备的LM-BB-50复合材料、对比例1制备的La-MOF以及对比例2制备的BiOBr的表面形貌进行分析，其测试结果如图2所示，其中，图a为La-MOF的SEM图，图b为BiOBr的SEM图，图c为LM-BB-50复合材料SEM图。

从a图中可以看出，对比例1所制备的La-MOF为纳米棒结构，从图b中可以看出对比例2所制备的BiOBr为二维(2D)纳米片结构；从图c可以看出本申请中制备的LM-BB-50复合材料中La-MOF与BiOBr紧密结合在一起，同时还看出La-MOF是附着在BiOBr上的。

3、光催化降解测试

测试实施例3制得的LM-BB-50复合材料、对比例1制得的La-MOF以及对比例2制得的BiOBr在可见光的条件下对CQ的催化降解性能，测试具体为：

在25℃下，将10mg样品(即，LM-BB-50复合材料或La-MOF或BiOBr)分散在100mLCQ溶液(10mg/L)中，光照前，在黑暗中搅拌30min，使混合物达到吸附平衡后，开启带有420nm截止滤波器的氙气灯，进行光催化降解实验；测试结果如图3所示。

从图3可以看出，在光照15min内LM-BB-50对CQ的降解率为99.875％，La-MOF对CQ的降解率为12.609％，BiOBr对CQ的降解率为74.546％；即本申请中制备的La-MOF/BiOBr复合材料具对光催化降解CQ的效率较高。

4、降解CQ同时去除PO₄ ^3-的性能测试

测试实施例3制得的LM-BB-50复合材料、对比例1制得的La-MOF以及对比例2制得的BiOBr在可见光的条件下对CQ的催化降解同时去除PO₄ ^3-的性能，测试具体为：

在25℃下，将10mg样品(即，LM-BB-50复合材料或La-MOF或BiOBr)分散在100mLCQ溶液(10mg/L)中，光照前，在黑暗中搅拌30min，使混合物达到吸附平衡后，开启带有420nm截止滤波器的氙气灯，进行光催化降解实验；测试结果如图4所示。

从图4中可以看到，反应前CQ溶液中磷酸盐浓度为0.84mg/L，在光照15min内LM-BB-50对PO₄ ^3-的同步去除率为92.857％，La-MOF对PO₄ ^3-的同步去除率为43.069％，BiOBr对PO₄ ^3-的同步去除率为71.949％。在LM-BB-50光催化体系中去除CQ后，磷酸盐的浓度降至0.06mg/L，体系中磷酸盐的总磷浓度(以P计)为0.019mg/L，低于国标规定Ⅰ类水中总磷浓度(GB 3838—2002规定Ⅰ类水总磷(以P计)为0.02mg/L)。表明本发明中La-MOF/BiOBr复合材料在光催化降解CQ的同时也具有良好的同步去除PO₄ ^3-性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合材料作为光催化剂方面的应用，其特征在于，所述复合材料用于除磷酸氯喹的同时去除磷酸根离子；

所述复合材料包括La-MOF和BiOX，所述La-MOF负载于所述BiOX上，所述X为卤素。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述X为Cl、I和Br中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述复合材料中La-MOF的质量分数为20%~80%。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述复合材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1、将溶液A与溶液B混合并进行搅拌反应，反应结束后经静止和干燥制得La-MOF；其中，所述溶液A中包括镧盐，所述溶液B中包括均苯三甲酸 ；

步骤2、向分散有La-MOF的混合溶液中加入溶剂、铋盐和表面活性剂并混合，然后继续加入卤素无机盐制得前驱液；将制得的前驱液进行水热反应，制得La-MOF/BiOX复合材料。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述镧盐与均苯三甲酸的摩尔比为0.9:1~1:1.1。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述镧盐为六水硝酸镧。

7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述铋盐和卤素无机盐的摩尔比为（1~3）:1；所述铋盐与表面活性剂的摩尔比为（375~1900）：1。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述卤素无机盐包括氯化钾、碘化钾、溴化钠和氯化钠中任意一种；

所述表面活性剂包括聚乙烯吡咯酮、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基氯化铵中至少一种；

所述溶剂包括丙三醇、乙醇、甘露醇、甲醇和水中的至少一种；

所述铋盐为硝酸铋和/或三氯化铋。

9.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述步骤1中搅拌反应的条件为：温度为22~30°C、搅拌速度为120~140r/min、反应时间为1~2h；

所述步骤2中水热反应的温度为130~180 °C、反应时间为4~16 h。

Images