[发明专利]一种ZIF-8/rGO复合光催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种ZIF‑8/rGO复合光催化剂及其制备方法与应用，属于催化剂和污水处理领域，包括以下步骤：（1）将Zn(NOsubgt;3/subgt;)subgt;2/subgt;·6Hsubgt;2/subgt;O溶液和二甲基咪唑溶液混合后持续搅拌反应，再经过滤、洗涤、干燥，得到ZIF‑8；（2）将GO水溶液加入至ZIF‑8的乙醇分散液中，搅拌20 h后加热反应，反应结束后冷却，得到ZIF‑8/rGO复合光催化剂。本发明还公开了上述制备方法制备得到的ZIF‑8/rGO复合光催化剂及其在光催化降解抗生素产Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;中的应用。本发明制备的ZIF‑8/rGO复合材料可用于光电催化高效产Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;并降解污染物。该复合材料制备简单、性能稳定、成本低廉，具有良好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于催化剂和污水处理技术领域，尤其涉及一种ZIF-8/rGO复合光催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

光电催化与光催化类似，是将光敏半导体材料负载在导电基底上（如碳布、碳纤维、导电玻璃或钛片等）作阳极材料，并利用发光二极管（LED）灯作为光源，与其他模拟光源（如氙灯和汞灯）相比，LED等具有更低的能耗和更长的寿命。光阳极材料在光照条件下会产生具有强还原能力的e^-和具有强氧化能力的h⁺，通过恒定阳极电位促使载流子定向分离和转移，具体的，通过外部电路，来自阳极半导体导带（CB）的e^-可以移动到对电极，从而抑制电子空穴对的复合，价带（VB）中的H⁺可与H₂O反应生成•OH，用于氧化污染物。光电催化作为一种新兴的高级氧化工艺（AOP），在污染物降解方面显示出巨大潜力。

过氧化氢(H₂O₂)作为一种环保型能源载体、氧化剂和环境修复剂，在有机合成、消毒、环境修复和持续的能源转换/储存等方面得到了广泛的应用。然而，以蒽醌为基础的传统技术生产效率低下且污染严重，人们对开发绿色、节能、高效和可持续的H₂O₂制备方法进行了大量的研究。近年来，光催化产H₂O₂由于只涉及H₂O、O₂、光和光催化剂，一般为直接两电子或连续两步单电子O₂还原，且生成的H₂O₂通过光-Fenton进一步转化为羟基自由基•OH促进有机污染物的降解，实现了只消耗太阳能和水的绿色可持续过程。

因此，如何拓展光催化剂种类，为光催化产H₂O₂提供多种催化剂种类是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种ZIF-8/rGO复合光催化剂及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种ZIF-8/rGO复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将Zn(NO₃)₂·6H₂O溶液和二甲基咪唑溶液混合后持续搅拌反应，再经过滤、洗涤、干燥，得到ZIF-8；

（2）将GO水溶液加入至ZIF-8的乙醇分散液中，搅拌20h后加热反应，反应结束后冷却，得到所述ZIF-8/rGO复合光催化剂。

其中，本领域公知的，本发明中的GO为氧化石墨烯。