[发明专利]一种好氧/厌氧两用可见光催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种好氧/厌氧两用可见光催化剂，其特征在于，该可见光催化剂为Zr-MOFs/rGO/AgPO₄可见光催化剂，该可见光催化剂中，Zr-MOFs被片状的rGO包裹，AgPO₄纳米颗粒分散于Zr-MOFs/rGO的表面，形成Z型异质结；

所述的可见光催化剂的导带边缘电势低于·O₂^-的直接产生电势，价带边缘电势高于·OH的直接产生电势。

2.一种如权利要求1所述的好氧/厌氧两用可见光催化剂的制备方法，其特征在于，该方法为：先采用溶剂热法合成Zr-MOFs，然后加入片状GO并与Zr-MOFs充分混合，经还原后得到Zr-MOFs/rGO，再通过原位沉淀法制备得到表面分散有AgPO₄纳米颗粒的Zr-MOFs/rGO/AgPO₄可见光催化剂。

3.根据权利要求2所述的一种好氧/厌氧两用可见光催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)Zr-MOFs的制备：将ZrCl₄、苯甲酸及中-四(4-羧基苯基)卟吩溶于有机溶剂中，之后进行溶剂热反应，反应结束后，分离得到Zr-MOFs；

2)Zr-MOFs/rGO的制备：将GO分散于水醇混合液中，再加入Zr-MOFs并搅拌，之后在碱性条件下加入水合肼进行水热反应，反应结束后，分离得到Zr-MOFs/rGO；

3)Zr-MOFs/rGO/AgPO₄可见光催化剂的制备：将Zr-MOFs/rGO分散于水中，再依次加入AgNO₃溶液、Na₂HPO₄·12H₂O溶液进行原位沉淀，后经分离得到Zr-MOFs/rGO/AgPO₄可见光催化剂。

4.根据权利要求3所述的一种好氧/厌氧两用可见光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的ZrCl₄、苯甲酸及中-四(4-羧基苯基)卟吩的质量比为1.5:(50-55):(0.9-1.1)，每1mL有机溶剂中加入7.33-9.43mg ZrCl₄。

5.根据权利要求3所述的一种好氧/厌氧两用可见光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，溶剂热反应的温度为110-130℃，溶剂热反应的时间为40-60h。

6.根据权利要求3所述的一种好氧/厌氧两用可见光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的GO与Zr-MOFs的质量比为1:(20-30)，所述的GO与水醇混合液的用量比为(20-25)mg:80mL；所述的水醇混合液中，乙醇与水的体积比为1:(2.5-3.5)；所述的GO与浓度为30wt％的水合肼的用量比为(20-25)mg:(0.5-1)mL。

7.根据权利要求3所述的一种好氧/厌氧两用可见光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的碱性条件下，溶液的pH为8.5-9.5。

8.根据权利要求3所述的一种好氧/厌氧两用可见光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，水热反应的温度为80-90℃，水热反应的时间为2-3h。

9.根据权利要求3所述的一种好氧/厌氧两用可见光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述的Zr-MOFs/rGO与浓度为0.06mol/L的AgNO₃溶液的用量比为(20-30)mg:1mL，浓度为0.06mol/L的AgNO₃溶液与浓度为0.02mol/L的Na₂HPO₄·12H₂O溶液的体积比为1:(0.9-1.1)；原位沉淀过程中，持续搅拌10-16h。

10.一种如权利要求1所述的好氧/厌氧两用可见光催化剂的应用，其特征在于，所述的可见光催化剂用于有机污染物的降解和/或细菌的灭活。