MQDs/NCDs/TiO2复合材料，复合催化体系及提高有机污染物降解效率的方法

摘要

本发明公开了一种MQDs/NCDs/TiO2复合材料，所述MQDs/NCDs/TiO2复合材料是由TiO2纳米片，负载于所述TiO2纳米片上的氮掺杂的碳量子点和二硫化钼量子点组成。本发明还公开了由所述MQDs/NCDs/TiO2复合材料与过硫酸盐组成的复合催化体系以及提高有机污染物降解效率的方法。本发明的MQDs/NCDs/TiO2复合材料，解决了TiO2低的可见光利用率的缺陷，实现了高效的光生电子‑空穴的分离和转移效率，该复合材料与过硫酸盐组成的复合催化体系能够产生协同催化作用，进一步地促进了对有机污染物的降解。

说明书

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，具体涉及一种MQDs/NCDs/TiO

背景技术

随着经济和工业化加速发展，工业废弃污染物对水环境的污染日益严重，影响着人类的健康和水生生物的正常生活。高级氧化技术是一种有效的处理有机污染物的方法，其中基于硫酸根自由基(SO

在众多半导体光催化剂中，TiO

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有高效光催化性能的MQDs/NCDs/TiO

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种MQDs/NCDs/TiO

由于TiO

此外，本发明之选择TiO

进一步地，所述MQDs/NCDs/TiO

本发明中，TiO

NCDs可采用下述方法负载在TiO

MQDs可采用下述方法负载在TiO

第二方面，本发明还提供了一种用于催化降解有机污染物的复合催化体系，该复合催化体系由所述MQDs/NCDs/TiO

本发明的复合催化体系能够高效地催化有机污染物的降解，其原理是：由于NCDs的导带电位低于O

进一步地，所述复合催化体系中，MQDs/NCDs/TiO

第三方面，本发明还提供了一种提高有机污染物降解效率的方法，包括以下步骤：

(1)将所述的复合催化体系中的MQDs/NCDs/TiO

(2)向所述有机污染物溶液中加入配方量的过硫酸盐，于可见光下进行光催化反应，在MQDs/NCDs/TiO

进一步地，步骤(1)中，所述有机污染物可为常见的有机污染物，包括但不限于罗丹明B、亚甲基蓝。

进一步地，步骤(2)中，所述有机污染物溶液中，过硫酸盐摩尔浓度为1-4mM。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明的MQDs/NCDs/TiO

2.光降解结果显示，本发明的MQDs/NCDs/TiO

附图说明

图1是MQDs/NCDs/TiO

图2是MQDs/NCDs/TiO

图3是MQDs/NCDs/TiO

图4是MQDs/NCDs/TiO

图5是MQDs/NCDs/TiO

图6是不同材料的紫外可见漫反射图；

图7是实施例1-4制备的催化材料的热重分析图；

图8是在过硫酸盐存在或不存在的情况下，不同催化剂对罗丹明B的降解对比图；

图9是不同比例的MQDs/NCDs/TiO

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1：合成TiO

将35ml的TBOT和2ml HF加入含聚四氟乙烯内衬的高压水热反应釜中，并在200℃下加热18小时。冷却至室温后，用去离子水和无水乙醇洗涤数次后，在60℃下干燥12h，获得TiO

实施例2：合成NCDs/TiO

将0.5g TiO

实施例3：合成NCDs/TiO

将0.5g TiO

实施例4：合成NCDs/TiO

将0.5g TiO

实施例5：合成MQDs/TiO

将8ml,0.3g/L的二硫化钼量子点溶液和0.2g TiO

实施例6：合成MQDs/NCDs/TiO

将6ml,0.4g/L的二硫化钼量子点溶液和0.2g实施例3合成的NCDs/TiO

实施例7：合成MQDs/NCDs/TiO

将4ml,0.5g/L的二硫化钼量子点溶液和0.2g实施例3合成的NCDs/TiO

实施例8：合成MQDs/NCDs/TiO

将8ml,0.4g/L的二硫化钼量子点溶液和0.2g实施例3合成的NCDs/TiO

实施例9：合成MQDs/NCDs/TiO

将10ml,0.3g/L的二硫化钼量子点溶液和0.2g实施例3合成的NCDs/TiO

图2为所述MQDs/NCDs/TiO

1.NCDs负载量对于光催化性能的影响

图7为实施例1-4合成的催化材料的热重分析图。从图中可以看出，实施例2-4合成的NCDs/TiO

分别将实施例1-4合成的催化材料加入到100mL浓度为10mg/L的罗丹明B溶液中，黑暗中搅拌30min，然后在可见光下进行光催化降解实验，光降解时间持续80min，对所得样液用紫外可见分光光度计测量以计算降解效果，所得结果如下表1所示。

表1实施例1-4合成的催化材料对有机污染物的去除率

NCDs负载量对于NCDs/TiO

2.MQDs负载量对于光催化性能的影响

分别将实施例6-9合成的催化材料加入到100mL浓度为10mg/L的罗丹明B溶液中，黑暗中搅拌30min，然后在可见光下进行光催化降解实验，光降解时间持续80min，对所得样液用紫外可见分光光度计测量以计算降解效果，所得结果如下表2所示。

表2实施例6-9合成的催化材料对有机污染物的去除率

从表2中的结果可知，对于MQDs/NCDs/TiO

3.MQDs/NCDs/TiO

分别将实施例1，3，5，8合成的催化材料加入到100mL浓度为10mg/L的罗丹明B溶液中，黑暗中搅拌30min，然后在溶液中加入2mM过硫酸盐，在可见光下进行光催化降解实验，光降解时间持续80min，对所得样液用紫外可见分光光度计测量以计算降解效果。

上述测试的结果如图8所示。从图8中可以看出，在未加过硫酸盐的情况下，与TiO

4.MQDs/NCDs/TiO

取4份0.1g实施例8合成的MQDs/NCDs/TiO

上述测试的结果图9所示。从图中可以看出，加入过硫酸盐能够加快MQDs/NCDs/TiO

综上，本发明的MQDs/NCDs/TiO

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。