[发明专利]一种有机污染物的光催化降解净化材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种有机污染物的光催化降解净化材料及其制备方法，属于催化剂应用技术领域，所述光催化降解净化材料由氧化锌负载4A分子筛、共价有机骨架之间形成氢键连接获得，所述共价有机骨架由5,10,15,20‑四(4‑氟苯基)‑21H,23H‑卟啉、2，5‑二羟基对苯二甲醛、1，4‑邻苯二甲醛通过缩合反应制得，本发明有益效果：光催化降解净化材料的5,10,15,20‑四(4‑氟苯基)‑21H,23H‑卟啉中的卟啉结构、共价有机骨架可以对有机污染物进行有效吸附，吸附速率快，共价有机骨架和4A分子筛使得催化剂结构孔道更多、更稳定，共价有机骨架和氧化锌负载4A分子筛之间形成异质结，对有机污染物发挥降解作用。

技术领域

本发明属于催化剂应用技术领域，具体地，涉及一种有机污染物的光催化降解净化材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的经济、城市、工业的快速发展，各种生活污水、工业废水的量也迅速增加，导致水污染严重，同时人类也面临着水资源短缺的问题，因此对于污水的处理再利用就变得越来越重要。而人工生产活动引起的水体污染中，工业引起的水体污染最严重，而社会的发展又离不开工业生产，但同时由于工业废水中所含有的污染物种类千差万别，所含的污染物的质和量也不同，工业污水中还常含有大量的难降解有机物，它们分子量大、毒性大、结构成分复杂，且长期残留、具有半挥发性，会诱发致癌、致畸、致突变效应，对人类具有严重的危害，所以工业污水治理极其重要。

废水中含有大量的重金属离子，而重金属污染物不能自行分解为无害物质，只能在污水中发生形态的改变或在不同相之间进行转移，毒性不能得到根本的消除，要排除毒性，得把重金属离子从污水中除去。常规的催化剂具有一定的吸附能力，但是对有机污染物的吸附、催化降解性能差，所以迫切需要开发一种吸附能力、催化性能更强的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机污染物的光催化降解净化材料及其制备方法，将氧化锌材料、共价有机骨架、分子筛通过有机结合，提高了催化剂对有机污染物物的吸附、降解性能。

本发明要解决的技术问题：光催化降解净化材料对有机污染物的吸附、降解性能不佳。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明提供一种有机污染物的光催化降解净化材料，由氧化锌负载 4A分子筛和共价有机骨架之间形成氢键连接获得，所述共价有机骨架由 5,10,15,20-四(4-氟苯基)-21H,23H-卟啉、2，5-二羟基对苯二甲醛、1， 4-邻苯二甲醛通过缩合反应制得。

所述有机污染物的光催化降解净化材料包括以下步骤制得：

(1)将4A分子筛和硝酸锌的水溶液混合均匀，在80℃下干燥10小时，随后将混合物进行第二次干燥，然后进行煅烧，制得氧化锌负载4A 分子筛；

(2)将5,10,15,20-四(4-氟苯基)-21H,23H-卟啉、2，5-二羟基对苯二甲醛、1，4-邻苯二甲醛置于玻璃容器中，随后加入1ml的1，2-二氯苯，1ml的丁醇，将混合物超声处理5分钟，然后将容器在液氮中快速冷冻，之后将0.2mL的6.0M乙酸快速加入容器中，反应体系在液氮浴中快速冷冻，通过冷冻-泵送-解冻进行三次循环脱气，容器的内部压力控制在5Pa以下，用火焰快速密封容器，然后加热反应，反应结束后，滤出粉末，用四氢呋喃洗涤，并在120℃下真空干燥10小时，得到共价有机骨架粉末；

(3)称取氧化锌负载4A分子筛溶解在甲醇中，然后加入共价有机骨架粉末，将混合物搅拌，然后，用水和甲醇彻底洗涤沉淀物，然后将沉淀物在90℃真空条件下活化过夜，得到光催化降解净化材料。

进一步地，所述步骤(1)中4A分子筛、硝酸锌、水溶液的质量比是 90-100g：15-40g：200g，第二次干燥的温度是95-105℃，第二次干燥时间为5-7小时，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为5-7小时。