粉末催化材料、含MOFs多孔复合催化材料和异质结复合催化剂的制备及应用

粉末催化材料、含mofs多孔复合催化材料和异质结复合催化剂的制备及应用
技术领域
1.本发明涉及催化材料技术领域，具体涉及三种催化材料的制备与应用，上述三种催化材料分别是单晶粉末催化材料sclugecro8、金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化材料和sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结复合催化剂。


背景技术：

2.近年来，发展起来的以半导体金属氧化物为催化剂的光催化高级氧化技术，虽然被广泛用于废水处理，但光催化高级氧化技术急需开发理想的高催化活性光催化剂。fujishima发现了tio2半导体电极在紫外光照射下具有光解水制取氢气的作用，由此引发了半导体光催化材料的研究热潮，之后光催化高级氧化技术也被应用到环境净化领域中。tio2以其优异的抗化学性能、光腐蚀性能和价格低廉等优点成为过去几十年来最重要的光催化剂，国内外报道的光催化材料研究中，大多数都是以tio2或者改性tio2作为光催化剂，然而，tio2只能吸收紫外光的能量，对可见光的能量没有响应，因此tio2的利用率很低。紫外光能量在太阳光谱能量中仅占5％，而波长位于400nm至750nm之间的可见光能量占太阳光谱能量的43％。如果太阳光谱能量中的紫外光能量和可见光能量可以同时充分利用，则催化剂的光量子效率将大大提高。
3.目前研究重点为研发新型的光催化剂，提高催化剂对可见光的利用效率。在可见光照射下，掺杂钨的tio2光催化剂对草甘膦的降解去除率为84％左右。在可见光照射下，嫁接环糊精的mos2/g-c3n4光催化剂对草甘膦的降解去除率为81％。在可见光照射下，掺杂金的tio2光催化剂对多杀霉素的降解率为86％。在可见光照射下，铁-镍双金属纳米粒子对多杀霉素的降解率为81.36％。在可见光照射下，铬掺杂普鲁士蓝纳米酶对草甘膦的降解去除率为83.8％。而以上的催化剂制备方法较为复杂或是原料较为昂贵，且农药废水中有机农药污染物的降解去除率难以达到100％。
4.因此，如何提供一种有效提高农药废水中有机污染物降解效率的催化材料是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种单晶粉末催化材料、含金属有机骨架化合物多孔复合催化材料和异质结复合催化剂的制备及应用。本发明专利涉及的半导体金属氧化物光催化剂的制备原材料更为廉价且易制得，同时所制得的催化剂材料在可见光照射下对农药废水中的农药有机污染物的降解去除率可以达到100％。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种单晶粉末催化材料，所述单晶粉末催化材料为sclugecro8粉末催化材料。
8.本发明提供了所述单晶粉末催化材料的制备方法，采用固相烧结方法制备，具体步骤为：
9.1)按摩尔比sc2o3：lu2o3：geo2：cro3＝1：1：2：2的比例分别称取物料并进行机械混合，得混合物；
10.2)利用研钵将所述步骤1)中混合物研磨2h～4h，得到粉料，然后放入氧化铝坩埚压实；再放入高温烧结炉内烧结，然后控制粉料的冷却速率，获得单晶催化剂sclugecro8，即所述单晶粉末催化材料；
11.具体制备如下：
12.取sc2o3、lu2o3、geo2、cro3粉料按摩尔比sc2o3﹕lu2o3﹕geo2﹕cro3＝1﹕1﹕2﹕2充分混合，然后在球磨机中研磨烘干，压制成片，放入高温烧结炉中烧结，于室温升温至400℃，升温速率为6.91℃/min，再于400℃保温4h；接着，于400℃升温至850℃，升温速率为8.86℃/min，再于850℃保温12h；然后，于850℃升温至1260℃，升温速率为8.34℃/min，再于1260℃保温22h；最后由1260℃降至室温，降温速率是5.17℃/min；得到第一次烧结压片。高温箱式烧结炉的炉腔冷却至室温后，从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述第一次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨60分钟，将取出的粉末放入氧化铝坩埚，再压制成片，然后将包含样品压片的氧化铝坩埚放入高温箱式烧结炉中进行第二次烧结，于室温升温至530℃，升温速率为7.53℃/min，再于530℃保温4h；接着，于530℃升温至960℃，升温速率为9.34℃/min，再于960℃保温15h；于960℃升温至1430℃，升温速率为8.74℃/min，再于1430℃保温25h；最后由1430℃降至室温，降温速率是5.86℃/min；得到第二次烧结压片。高温箱式烧结炉的炉腔冷却至室温后，从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述第二次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨80分钟，将取出的粉末放入氧化铝坩埚，再压制成片，得到第二次样品压片，然后将包含样品压片的氧化铝坩埚放入高温箱式烧结炉中进行第三次烧结。于室温升温至600℃，升温速率为7.89℃/min，再于600℃保温4h；接着，于620℃升温至1080℃，升温速率为9.13℃/min，再于1080℃保温16h；于1080℃升温至1650℃，升温速率为8.82℃/min，再于1650℃保温35h；最后由1650℃降至室温，降温速率是5.67℃/min；得到第三次烧结压片。高温箱式烧结炉的炉腔冷却至室温后，从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述第三次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨80分钟，将取出的粉末放入氧化铝坩埚，再压制成片，得到第三次样品压片，然后将包含样品压片的氧化铝坩埚放入高温箱式烧结炉中进行第四次烧结。于室温升温至620℃，升温速率为7.44℃/min，再于650℃保温4h；接着，于650℃升温至1150℃，升温速率为9.23℃/min，再于1150℃保温16h；于1150℃升温至1760℃，升温速率为8.76℃/min，再于1760℃保温35h；最后由1760℃降至室温，降温速率是6.05℃/min；得到第四次烧结压片。从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述第四次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨90分钟，最终得到sclugecro8单晶粉末催化材料。
13.可选地，所述制备方法为激光熔覆方法，具体步骤为：
14.1)以q235钢材为基本材料；用磨床将q235表面抹平并用丙酮溶液对基体表面进行清洗，去除油污，即得到处理后的q235钢材；
15.2)按摩尔比sc：lu：ge：cr＝1：1：1：1分别称取粉末sc、lu、ge、cr，然后加入球磨机后，得到混合粉末；
16.3)用酒精将上述混合粉末调匀，然后涂覆在处理后的q235钢材基体材料表面，形成厚度为0.8mm的预置层；
17.4)所述预置层中的酒精在室温下挥发，待挥发干后进行激光熔覆处理，制备得到单晶催化剂sclugecro8，即所述单晶粉末催化材料；
18.其中，所述激光熔覆处理使用的熔覆设备为dl-hl-t5000b型横流co2激光器，激光熔覆处理参数为：激光输出功率为p＝2500w，扫描速度v＝3mm/s，光斑直径d＝4mm。
19.可选地，所述制备方法为流延成型和固相反应方法，具体步骤为：
20.1)按摩尔比sc2o3：lu2o3：geo2：cro3＝1：1：2：2分别称取sc2o3，lu2o3，geo2，cro3粉末，并将其加入球磨机中，备用；
21.2)再向球磨机中加入无水乙醇作为球磨介质，进行球磨，球磨过程的球料比为5：1，球磨机转速为300r/min，球磨时间5h；然后于60℃下进行干燥处理，即可得到混合物料；
22.3)取上述混合物料进行预烧，预烧温度为900℃，低温预烧时间为12h；然后充分研磨，再于筛孔直径为75μm下过筛收集，即可得到过筛粉体；
23.4)将过筛粉体按照流延工艺进行流延成形，得到流延样品；再对所述流延样品进行高温烧结，烧结后的样品随炉冷却至室温后取出，研磨，即可得到最终产物单晶催化剂sclugecro8，即所述粉末催化材料；
24.其中，所述流延工艺具体为：用圆规刀裁取干燥后的生瓷带，层层叠加，放入模具中，施加100mpa压强，保压5min然后脱模；
25.所述高温烧结过程具体为：以2℃/min的升温速率从室温升温至200℃，再以5℃/min的升温速率从200℃升温至600℃，保温4h脱胶，最后以8℃/min的升温速率升温至1200℃，保温25h。
26.可选地，所述制备方法为自蔓延燃烧方法，具体步骤为：
27.1)按照化学计量比sc(no3)3·
6h2o：lu(no3)3：gecl4：na2cr2o7·
2h2o(重铬酸钠)＝2：2：2：1，摩尔比甘氨酸：sc(no3)3·
6h2o＝5:1，分别称取sc(no3)3·
6h2o、lu(no3)3、gecl4、na2cr2o7·
2h2o(重铬酸钠)和甘氨酸，并将其溶于去离子水中，得到混合溶液；
28.2)将所述混合溶液置于恒温磁力搅拌器中，80℃的恒温条件下搅拌，待溶液蒸发至一半时，停止搅拌，将溶液转移至坩埚中；
29.3)将上述坩埚置于马弗炉中，使其自蔓延燃烧；最后使燃烧后产物冷却，充分研磨后即可得到最终产物单晶催化剂sclugecro8，即所述单晶粉末催化材料；
30.其中，自蔓延燃烧的温度条件为：先以5℃/min的升温速率升温至200℃，保温30min，再以2℃/min的升温速率升温至400℃，保温60min；
31.燃烧后的温度条件为：以10℃/min的升温速率升温至700℃，保温120min，然后以11.6℃/min的冷却速率冷却至25℃。
32.可选地，所述制备方法为静电纺丝方法，具体步骤为：
33.1)按摩尔比sc(no3)3·
6h2o：lu(no3)3：gecl4：na2cr2o7·
2h2o(重铬酸钠)＝2：2：2：1，分别称取适量的sc(no3)3·
6h2o、lu(no3)3、gecl4、na2cr2o7·
2h2o(重铬酸钠)，加入柠檬酸作为络合剂，溶于去离子水中，磁力搅拌至金属盐溶解完全，制成金属盐溶液；
34.2)称取pvp加入到无水乙醇中，磁力搅拌，制成pvp/无水乙醇溶液；
35.3)量取步骤1)所述金属盐溶液，将其加入到步骤2)所述pvp/无水乙醇溶液中，在
室温下磁力搅拌至透明，即得到前驱体溶液；
36.4)将步骤3)所述前驱体溶液装入针头直径为0.5mm的注射器中，在高压电场力的作用下喷射得到sclugecro8纳米前驱丝，将其在高温管式的空气气氛中煅烧得到sclugecro8单晶催化材料；
37.5)将步骤4)所述sclugecro8单晶催化材料粉碎至粒径为0.06微米～0.31微米，制备成sclugecro8粉末催化材料。
38.可选地，所述制备方法为柠檬酸低温燃烧方法，包括以下步骤：
39.(1)按照sc:lu:ge:cr＝1:1:1:1的化学计量比称取纯度为分析纯的sc2o3、lu2o3、gecl4溶于7.5mol/l的硝酸与h2cro4混合，溶于去离子水中配制成0.25mol/l的混合金属离子溶液；
40.(2)在步骤(1)中的混合金属离子溶液中滴加氨水调节ph值为6.0，
41.(3)加入0.25mol/l柠檬酸溶液，使柠檬酸与金属离子的摩尔比分别为0.5:1、1:1、1.5:1或2:1，得到混合溶液；
42.(4)将上述混合溶液置于80℃恒温水浴锅中加热搅拌使其自燃，将燃烧产物在玛瑙研钵中充分研磨，取部分粉体在马弗炉中于850℃下焙烧3h后，备用；
43.(5)将步骤(3)中剩余粉体在250mpa下压制成直径为13mm，厚度为1.5mm的原型素坯，并将其在1500℃下焙烧5h制得sclugecro8粉末催化材料。
44.相对应地，本发明还提供一种含金属有机骨架多孔复合催化材料的制备方法，所述含金属有机骨架多孔复合催化材料为金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂，所述制备方法包括如下步骤：
45.(1)制备中间体金属有机骨架：将60ml含有5mmol过硫酸铵的1.4g的0.1mol/l hcl溶液放入300ml的圆底烧瓶中，逐渐加入60ml含有5mmol苯胺的0.1mol/l hcl溶液，用水浴控制反应温度在0℃～5℃，聚合4h～5.5h；反应停止后，离心分离，依次用0.1mol/l hcl和蒸馏水对沉淀物质进行洗涤至滤液无色；然后将沉淀物质放于75℃的真空干燥箱中干燥2h，得到产物聚苯胺pani；
46.(2)制备金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化材料：称取步骤(1)中制备好的聚苯胺pani 0.3g放入到装有30ml二次蒸馏水的反应釜中，超声分散1h；用0.1mol/l hcl调节溶液，使溶液的ph值为3；再向其中加入上述方法制得的sclugecro8单晶粉末催化剂，在电磁搅拌下，70℃热水回流5h；待反应停止后冷却至室温，用蒸馏水进行洗涤；将所得的沉淀物质放入干燥箱中，在75℃的条件下干燥2h，所得产物即为金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化材料。
47.可选地，所述含金属有机骨架多孔复合催化材料为金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂，所述制备方法包括如下步骤：
48.(1)金属有机骨架的制备：
49.(a)称取2.0g的na2cr2o7·
2h2o(重铬酸钠)溶于25ml去离子水中，待其充分溶解后加入0.82g对苯二甲酸，再向溶液中加入0.2g hf溶液，得到混合液；
50.(b)将混合溶液转移至100ml聚氟乙烯内衬的高压反应釜中，在220℃的烘箱中保温12小时，自然冷却至室温后，将产物用去离子水和无水乙醇洗涤过滤，在60℃下干燥，得到绿色粉末，即为介孔金属有机骨架cr3f(h2o)2o(bdc)3·
nh2o；
51.(2)金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化材料的原位制备：
52.(a)将sclugecro8粉末溶于去离子水中得到2mg/ml的溶液，用超声振荡至形成均相溶液，备用；
53.(b)将介孔金属有机框架cr3f(h2o)2o(bdc)3·
nh2o粉末按照sclugecro8：cr3f(h2o)2o(bdc)3·
nh2o质量比为1:9的比例加入均相溶液中，搅拌形成前驱体溶液，备用；
54.(c)向前驱体溶液中滴加入百分比浓度为80％的水合肼与质量百分比浓度为25％的氨水混合溶液，其中水合肼与氨水的质量比为1:1，混合溶液与前驱体溶液的体积比为1:150，在98℃温度下加热回流至生成黑色溶液，使得sclugecro8包覆在介孔金属有机骨架cr3f(h2o)2o(bdc)3·
nh2o的孔状结构的表面以及孔道中，得到的产物经洗涤、过滤、干燥后，得到含金属有机骨架复合多孔纳米催化材料。
55.相对应地，本发明还提供一种含eu2ndsbo7多孔纳米催化材料的制备方法，所述含eu2ndsbo7多孔纳米催化材料为sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结，所述制备方法包括如下步骤：
56.(1)在丙三醇溶液中加入0.6mmol的eu(no3)3·
6h20、0.6mmol的nd(no3)3·
6h20及0.6mmol的sbcl5，搅拌使其完全溶解,得到a溶液；
57.(2)在乙二醇中加入0.6mmo1/的kbr,搅拌使其完全溶解，得到b溶液；
58.(3)采用固相烧结方法制备sclugecro8单晶粉末和eu2ndsbo7单晶粉末；
59.(4)在无水乙醇中加入sclugecro8单晶粉末颗粒，搅拌使其完全溶解，得到c溶液；
60.(5)在搅拌的条件下，将b溶液加入a溶液中，再将c溶液加入a溶液中得到混合液；
61.(6)将步骤(5)中的混合液搅拌1h～1.5h后，将其混合液密闭于衬有聚四氟乙烯垫的不锈钢反应釜中，升高温度至180℃，保温120min，然后以2.63℃/min的冷却速率冷却至室温，将得到的产物随后取出；
62.(7)将步骤(6)中的产物用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥，得到sclugecro
8-eu2ndsbo7复合纳米催化材料。
63.可选地，所述含eu2ndsbo7多孔纳米催化材料为sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结，所述制备方法包括如下步骤：
64.(1)采用固相烧结方法制备sclugecro8单晶粉末和eu2ndsbo7单晶粉末；
65.a.制备sclugecro8单晶粉末：取sc2o3、lu2o3、geo2、cro3粉料按摩尔比sc2o3﹕lu2o3﹕geo2﹕cro3＝1﹕1﹕2﹕2充分混合，然后在球磨机中研磨烘干，压制成片，放入高温烧结炉中烧结，于室温升温至400℃，升温速率为6.91℃/min，再于400℃保温4h；接着，于400℃升温至850℃，升温速率为8.86℃/min，再于850℃保温12h；然后，于850℃升温至1260℃，升温速率为8.34℃/min，再于1260℃保温22h；最后由1260℃降至室温，降温速率是5.17℃/min；得到第一次烧结压片。高温箱式烧结炉的炉腔冷却至室温后，从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述第一次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨60分钟，将取出的粉末放入氧化铝坩埚，再压制成片，然后将包含样品压片的氧化铝坩埚放入高温箱式烧结炉中进行第二次烧结，于室温升温至530℃，升温速率为7.53℃/min，再于530℃保温4h；接着，于530℃升温至960℃，升温速率为9.34℃/min，再于960℃保温15h；于960℃升温至1430℃，升温速率为8.74℃/min，再于1430℃保温25h；最后由1430℃降至室温，降温速率是5.86℃/min；得到第二次烧结压片。高温箱式烧结炉的炉腔冷却至室温后，从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述
第二次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨80分钟，将取出的粉末放入氧化铝坩埚，再压制成片，得到第二次样品压片，然后将包含样品压片的氧化铝坩埚放入高温箱式烧结炉中进行第三次烧结。于室温升温至600℃，升温速率为7.89℃/min，再于600℃保温4h；接着，于620℃升温至1080℃，升温速率为9.13℃/min，再于1080℃保温16h；于1080℃升温至1650℃，升温速率为8.82℃/min，再于1650℃保温35h；最后由1650℃降至室温，降温速率是5.67℃/min；得到第三次烧结压片。高温箱式烧结炉的炉腔冷却至室温后，从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述第三次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨80分钟，将取出的粉末放入氧化铝坩埚，再压制成片，得到第三次样品压片，然后将包含样品压片的氧化铝坩埚放入高温箱式烧结炉中进行第四次烧结。于室温升温至620℃，升温速率为7.44℃/min，再于650℃保温4h；接着，于650℃升温至1150℃，升温速率为9.23℃/min，再于1150℃保温16h；于1150℃升温至1760℃，升温速率为8.76℃/min，再于1760℃保温35h；最后由1760℃降至室温，降温速率是6.05℃/min；得到第四次烧结压片。从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述第四次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨90分钟，最终得到sclugecro8单晶粉末催化材料。
66.b.制备eu2ndsbo7单晶粉末：取纯度为99.99％的eu2o3、nd2o3、sb2o5粉料按摩尔比eu2o3﹕nd2o3﹕sb2o5＝2﹕1﹕1充分混合，取上述混合氧化物粉末在球磨机中研磨烘干，压制成片，放入高温烧结炉中烧结，于室温升温至400℃，升温速率为6.23℃/min，再于400℃保温4h；接着，于400℃升温至840℃，升温速率为8.56℃/min，再于840℃保温12h；然后，于840℃升温至1230℃，升温速率为8.75℃/min，再于1230℃保温22h；最后由1230℃降至室温，降温速率是5.56℃/min；得到第一次烧结压片。高温箱式烧结炉的炉腔冷却至室温后，从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述第一次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨60分钟，将取出的粉末放入氧化铝坩埚，再压制成片，然后将包含样品压片的氧化铝坩埚放入高温箱式烧结炉中进行第二次烧结，于室温升温至450℃，升温速率为7.53℃/min，再于450℃保温4h；接着，于450℃升温至930℃，升温速率为9.22℃/min，再于930℃保温15h；于930℃升温至1370℃，升温速率为8.79℃/min，再于1370℃保温25h；最后由1370℃降至室温，降温速率是5.63℃/min；得到第二次烧结压片。高温箱式烧结炉的炉腔冷却至室温后，从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述第二次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨80分钟，将取出的粉末放入氧化铝坩埚，再压制成片，得到第二次样品压片，然后将包含样品压片的氧化铝坩埚放入高温箱式烧结炉中进行第三次烧结。于室温升温至500℃，升温速率为7.45℃/min，再于500℃保温4h；接着，于500℃升温至1020℃，升温速率为9.23℃/min，再于1020℃保温16h；于1020℃升温至1560℃，升温速率为8.84℃/min，再于1560℃保温30h；最后由1560℃降至室温，降温速率是5.33℃/min；得到第三次烧结压片。高温箱式烧结炉的炉腔冷却至室温后，从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述第三次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨80分钟，将取出的粉末放入氧化铝坩埚，再压制成片，得到第三次样品压片，然后将包含样品压片的氧化铝坩埚放入高温箱式烧结炉中进行第四次烧结。于室温升温至600℃，升温速率为8.12℃/min，再于600℃保温4h；接着，于600℃升温至1150℃，升温速率为9.45℃/min，再于1150℃保温16h；于
1150℃升温至1730℃，升温速率为8.77℃/min，再于1730℃保温35h；最后由1730℃降至室温，降温速率是6.21℃/min；得到第四次烧结压片。从高温箱式烧结炉的炉腔内取出氧化铝坩埚，再从氧化铝坩埚内取出上述第四次烧结的样品压片，将样品压片放入玛瑙研钵内粉碎，研磨90分钟，最终得到eu2ndsbo7单晶粉末催化材料。
67.(2)在碱性条件下，向碱性溶液中加入eu2ndsbo7，同时加入络合剂柠檬酸溶液，进行水热反应，经过滤干燥、粉碎、筛选，得到eu2ndsbo7核；
68.(3)称取一定量如上述制备方法制得的sclugecro8单晶粉末催化材料，溶于去离子水中得到浊液，再称取步骤(2)上述eu2ndsbo7核加入其中，搅拌后，得到均匀的浆液；
69.(4)然后将步骤(3)上述浆液置于烘箱中烘焙干燥，烘箱中的浆液于200℃保温180min，然后以3.12℃/min的冷却速率冷却至室温，即制得sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结复合催化材料。
70.本发明还提供所述的sclugecro8单晶粉末催化材料在农药废水处理中的应用，其特征在于，用于降解农药废水中的有机污染物。
71.并同时提供所述的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化材料和所述的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结复合催化剂的在农药废水处理中的应用，其特征在于，用于降解农药废水中的有机污染物。
72.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供的一种粉末催化材料、含mofs多孔复合催化材料和异质结复合催化剂的制备及应用，具有如下优异效果：
73.本发明通过多种制备方法成功制备了单晶粉末催化材料sclugecro8，同时制备了金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化材料和sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结复合催化剂，该类催化剂具有良好的催化性能；粉末催化剂与纳米带催化剂提高了催化剂的比表面积，促进了农药废水中有机污染物和催化剂的充分接触；复合催化材料也提高了催化剂的比表面积，进而促进了农药废水中有机污染物和拥有大比表面积催化剂的充分接触，进而促进了光源和农药废水中有机污染物的充分接触，极大地提高了农药废水中有机污染物的降解效率，并能产生巨大的环境效益和社会效益；本发明使农药废水中有机污染物的去除率达到100％，并且农药废水中有机污染物的总有机碳的去除率达到97％以上。
附图说明
74.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
75.图1为采用固相烧结方法制备的sclugecro8单晶催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱。
76.图2为采用激光熔覆方法制备的sclugecro8单晶催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱。
77.图3为采用流延成型和固相反应方法制备的sclugecro8单晶催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱。
78.图4为采用自蔓延燃烧方法制备的sclugecro8单晶催化剂样品的紫外-可见漫反
射吸收光谱。
79.图5为采用静电纺丝方法制备的sclugecro8单晶催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱。
80.图6为采用柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro8单晶催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱。
81.图7为采用水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱。
82.图8为采用溶剂热法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱。
83.图9为采用微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱。
84.图10为柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱。
85.图11为采用固相烧结方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。
86.图12为采用激光熔覆方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。
87.图13为采用流延成型和固相反应方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。
88.图14为采用自蔓延燃烧方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。
89.图15为采用静电纺丝方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。
90.图16为采用柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。
91.图17为采用水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的拉曼散射光谱。
92.图18为采用溶剂热法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的拉曼散射光谱。
93.图19为采用微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的拉曼散射光谱。
94.图20为采用柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的拉曼散射光谱。
95.图21为采用固相烧结方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。
96.图22为采用激光熔覆方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。
97.图23为采用流延成型和固相反应方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。
98.图24为采用自蔓延燃烧方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。
99.图25为采用柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。
100.图26为采用静电纺丝方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱
图像。
101.图27为采用水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。
102.图28为采用溶剂热法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。
103.图29为采用微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。
104.图30为采用柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。
105.图31为单晶催化剂sclugecro8的x射线衍射图谱。
106.图32为采用水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂降解有机污染物草甘膦过程中分别添加乙二胺四乙酸(edta)、异丙醇(isopropanol)或苯醌(benzoquinone)的草甘膦降解去除率关系曲线。
107.图33为采用水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂降解有机污染物多杀霉素过程中分别添加乙二胺四乙酸(edta)、异丙醇(isopropanol)或苯醌(benzoquinone)的多杀霉素降解去除率关系曲线。
108.图34为采用微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂降解有机污染物草甘膦过程中分别添加乙二胺四乙酸(edta)、异丙醇(isopropanol)或苯醌(benzoquinone)的草甘膦降解去除率关系曲线。
109.图35为采用微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂降解有机污染物多杀霉素过程中分别添加乙二胺四乙酸(edta)、异丙醇(isopropanol)或苯醌(benzoquinone)的多杀霉素降解去除率关系曲线。
110.图36为以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结作为光催化剂降解草甘膦和多杀霉素的光催化降解机制。
111.图37展示了采用固相烧结方法制备的sclugecro8单晶催化剂的透射电镜形貌图谱(tem)。
112.图38展示了采用微乳液体系水热法制备的多孔纳米催化材料sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结的扫描电镜形貌图谱(sem)。
具体实施方式
113.下面将结合本发明实施例及说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
114.本发明实施例公开了一种单晶粉末催化材料为sclugecro8单晶粉末催化材料，采用固相烧结方法、激光熔覆方法、流延成型和固相反应方法、自蔓延燃烧方法、柠檬酸低温燃烧方法和静电纺丝方法制备，用于光催化降解农药废水中有机污染物；以及纳米催化材料为金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化材料的制备方法和sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结复合催化剂的制备方法，用于获得光催化降解农药废水中有机污染物的有
益效果。
115.为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。
116.下面，将结合具体实验例，对本发明的技术方案作进一步的说明。
117.实验1sclugecro8粉末催化剂的晶体结构表征
118.实验原始材料高度纯净，通过x射线衍射图谱(图31)及x射线光电子能谱结果得知sclugecro8为单相，无任何杂质相。从其透射电镜图谱(图37)来看，催化剂的形貌比较规则，其颗粒平均尺寸为178nm。x射线荧光光谱仪测定sclugecro8的平均原子摩尔百分比为sc：lu：ge：cr：o＝1.00：0.99：0.99：1.00：7.99。用rietveld软件对sclugecro8的x射线衍射结果进行结构精修，结构精修因子r
p
值为r
p
＝6.21％。sclugecro8的空间群为i2/c，结构为单斜晶体结构，晶胞参数为晶胞参数为β＝101.86
°
，α＝γ＝90
°
。sclugecro8各衍射峰的晶面指数(hkl)被标定。sclugecro8催化剂中各个原子的空间原子位置参数被确定。采用紫外可见漫反射光谱仪对sclugecro8在光的照射下产生的特征吸收边进行测定，获得sclugecro8的带隙宽度为2.66ev。采用x射线光电子能谱仪测定sclugecro8的x射线光电子能谱(见表1)，由表1可知sc、lu、ge、cr、o的化合价分别为+3、+3、+4、+6、-2。同时获得sclugecro8的能带结构，导带由sc的3d轨道、lu的5d轨道、ge的4p轨道、cr的3d轨道和cr的4s轨道构成，价带由o的1s轨道构成。
119.表1.sclugecro8的x射线光电子能谱内各元素的结合能峰值(ev)
[0120][0121]
实验2降解目标污染物草甘膦(c3h8no5p)
[0122]
2.1.采用sclugecro8单晶粉末催化剂光催化降解废水中的草甘膦(c3h8no5p)
[0123]
将采用固相烧结方法制备的sclugecro8单晶粉末1.2g，放入500ml草甘膦水溶液中形成悬浮体系，草甘膦水溶液的初始浓度为0.04mmol l-1
，初始ph值为7。选取500w的氙灯照射草甘膦溶液，配上截止滤光片(λ》420nm)。入射光光照强度为4.76
×
10-6
einstein l-1
s-1
。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以sclugecro8粉末为催化剂，在可见光照射下，随着照射时间的延长，草甘膦的浓度逐渐降低，总有机碳(toc)浓度也逐渐降低，经246分钟，草甘膦的去除率为100％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达97.83％，co2的产量为0.0578mmol，草甘膦浓度与时间的一级动力学常数kc为0.00743min-1
，总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
为0.01091min-1
，详细的数据见表2。
[0124]
表2.以sclugecro8粉末为催化剂降解草甘膦所获得的相关数据
[0125][0126]
2.2采用sc2geo5粉末降解废水中的草甘膦(c3h8no5p)
[0127]
将sc2geo5粉末1.2g，放入500ml草甘膦水溶液中形成悬浮体系，草甘膦水溶液的初始浓度为0.04mmoll-1
，初始ph值为7。选取500w的氙灯照射草甘膦溶液，配上截止滤光片(λ》420nm)。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以sc2geo5粉末为催化剂，在可见光照射下，随着照射时间的延长，草甘膦的浓度逐渐降低，总有机碳(toc)的浓度也逐渐降低，经246分钟，草甘膦的去除率为33.25％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达28.17％，co2的产率为0.0159mmol，草甘膦浓度与时间的一级动力学常数kc为0.00153min-1
，总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
为0.0013min-1
，详细的数据见表3。
[0128]
表3.以sc2geo5粉末为催化剂降解草甘膦所获得的相关数据
[0129][0130]
2.3采用金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂光催化降解废水中的草甘膦(c3h8no5p)
[0131]
将采用水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末1.2g，放入500ml草甘膦水溶液中形成悬浮体系，草甘膦水溶液的初始浓度为0.04mmol l-1
，初始ph值为7。选取500w的氙灯照射草甘膦溶液，配上截止滤光片(λ》420nm)。入射光光照强度为4.76
×
10-6
einstein l-1
s-1
。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末为催化剂,在可见光照射下，随着照射时间的延长，草甘膦的浓度逐渐降低，总有机碳(toc)浓度也逐渐降低，经233分钟，草甘膦的去除率为100％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达97.17％,co2的产量为0.0575mmol，草甘膦浓度与时间的一级动力学常数kc为0.00938min-1
,总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
为0.01345min-1
。详细的数据见表4。
[0132]
表4.利用金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末降解草甘膦所获得的相关数据
[0133][0134]
2.4采用sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结光催化降解废水中的草甘膦(c3h8no5p)
[0135]
将采用微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末1.2g，放入500ml草甘膦水溶液中形成悬浮体系，草甘膦水溶液的初始浓度为0.04mmol l-1
，初始ph值为7。选取500w的氙灯照射草甘膦溶液，配上截止滤光片(λ》420nm)。入射光光照强度为4.76
×
10-6
einstein l-1
s-1
。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末为催化剂,在可见光照射下，随着照射时间的延长，草甘膦的浓度逐渐降低，总有
机碳(toc)浓度也逐渐降低，经228分钟，草甘膦的去除率为100％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达97.42％，co2的产量为0.0576mmol，草甘膦浓度与时间的一级动力学常数kc为0.00840min-1
，总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
为0.01277min-1
。详细的数据见表5。
[0136]
表5.以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末为催化剂降解草甘膦所获得的相关数据
[0137][0138]
2.5分别利用不同催化剂降解草甘膦的性能对比
[0139]
在初始实验条件一致前提下，利用sc2geo5粉末在可见光照射下下降解废水中的草甘膦，在可见光照射200分钟时，草甘膦的去除率为21.25％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达16.75％；在可见光照射246分钟时，草甘膦还未被完全降解，此时，草甘膦的去除率为33.25％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达28.17％，co2的产率为0.0159mmol。
[0140]
而在相同的初始实验条件下，利用sclugecro8粉末在可见光照射下降解废水中的草甘膦，在可见光照射246分钟时，草甘膦就已经被完全降解，即此时的草甘膦的去除率为100％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达97.83％，且co2的产率比使用sc2geo5粉末时高，为0.0578mmol，明显可以看出sclugecro8粉末对草甘膦的降解速率比sc2geo5粉末快得多；同时，经历相同时间的可见光照射后，利用sclugecro8降解草甘膦的效率要远远高于sc2geo5。关于草甘膦浓度与时间的一级动力学常数，以及总有机碳与时间的一级动力学常数，sclugecro8粉末均比sc2geo5粉末高得多，说明利用sclugecro8粉末降解草甘膦的降解速率要大大快于sc2geo5粉末。
[0141]
经对比，在相同可见光照射时间下，sclugecro8粉末对农药废水中草甘膦的去除率是sc2geo5粉末对农药废水中草甘膦的去除率的3.01倍；且sclugecro8粉末对废水中草甘膦的总有机碳去除率是sc2geo5粉末对农药废水中草甘膦的总有机碳去除率的3.47倍；且sclugecro8粉末对农药废水中草甘膦的co2的产率是sc2geo5粉末对农药废水中草甘膦的co2的产率的3.66倍；且sclugecro8粉末对农药废水中草甘膦浓度与时间的一级动力学常数kc是sc2geo5粉末的4.86倍；且sclugecro8粉末对农药废水中总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
是sc2geo5粉末的8.39倍。
[0142]
综上所述，对于可见光照射下降解去除农药废水中有机污染物草甘膦，sclugecro8粉末比sc2geo5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。
[0143]
同理，以金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂与sc2geo5为催化剂作有益效果对比，结果如下：
[0144]
利用金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂，在可见光(λ》400nm)照射233分钟，农药废水中的草甘膦的去除率为100.00％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达97.17％。在初始实验条件一致前提下，利用市场公认的sc2geo5粉末为催化剂在可见光照射233分钟后，农药废水中的草甘膦的去除率为28.75％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达25.50％。
[0145]
经对比，在相同可见光照射时间下，金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔
复合催化剂对农药废水中草甘膦的去除率是sc2geo5粉末对农药废水中草甘膦的去除率的3.48倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂对农药废水中草甘膦的总有机碳去除率是sc2geo5粉末对农药废水中草甘膦的总有机碳去除率的3.81倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中草甘膦的co2的产率是sc2geo5粉末对农药废水中草甘膦的co2的产率的3.99倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中草甘膦浓度与时间的一级动力学常数kc是sc2geo5粉末的6.13倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
是sc2geo5粉末的10.35倍。
[0146]
同理，以金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂与sclugecro8为催化剂作有益效果对比，结果如下：
[0147]
利用金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂，在可见光(λ》400nm)照射200分钟，农药废水中的草甘膦的去除率为87.75％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达87.00％。在初始实验条件一致前提下，利用市场公认的sclugecro8粉末为催化剂在可见光照射200分钟后，农药废水中的草甘膦的去除率为63.25％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达48.00％。
[0148]
经对比，在相同可见光照射时间下，金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂对农药废水中草甘膦的去除率是sclugecro8粉末对农药废水中草甘膦的去除率的1.39倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂对农药废水中草甘膦的总有机碳去除率是sclugecro8粉末对农药废水中草甘膦的总有机碳去除率的1.81倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中草甘膦的co2的产率是sclugecro8粉末对农药废水中草甘膦的co2的产率的1.84倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中草甘膦浓度与时间的一级动力学常数kc是sclugecro8粉末的1.26倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
是sclugecro8粉末的2.34倍。
[0149]
综上所述，对于可见光照射下降解去除农药废水中有机污染物草甘膦，金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末比sc2geo5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高，并且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末比sclugecro8单晶粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。同理，以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结与sc2geo5为催化剂作有益效果对比，结果如下：
[0150]
利用sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂，在可见光(λ》400nm)照射228分钟，农药废水中的草甘膦的去除率为100.00％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达97.42％。在初始实验条件一致前提下，利用市场公认的sc2geo5粉末为催化剂在可见光照射228分钟后，农药废水中的草甘膦的去除率为26.00％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达21.42％。
[0151]
经对比，在相同可见光照射时间下，sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂对农药废水中草甘膦的去除率是sc2geo5粉末对农药废水中草甘膦的去除率的3.85倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂对农药废水中草甘膦的总有机碳去除率是sc2geo5粉末对农药废水中草甘膦的总有机碳去除率的4.55倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中草甘膦的co2的产率是sc2geo5粉末对农药废水中草甘膦的co2的产率的
4.84倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中草甘膦浓度与时间的一级动力学常数kc是sc2geo5粉末的5.49倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
是sc2geo5粉末的9.82倍。
[0152]
同理，以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂与sclugecro8单晶为催化剂作有益效果对比，结果如下：
[0153]
利用sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂，在可见光(λ》400nm)照射200分钟，农药废水中的草甘膦的去除率为84.75％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达77.00％。在初始实验条件一致前提下，利用市场公认的sclugecro8粉末为催化剂在可见光照射200分钟后，农药废水中的草甘膦的去除率为63.25％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达48.00％。
[0154]
经对比，在相同可见光照射时间下，sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂对农药废水中草甘膦的去除率是sclugecro8粉末对农药废水中草甘膦的去除率的1.34倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂对农药废水中草甘膦的总有机碳去除率是sclugecro8粉末对农药废水中草甘膦的总有机碳去除率的1.60倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中草甘膦的co2的产率是sclugecro8粉末对农药废水中草甘膦的co2的产率的1.63倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中草甘膦浓度与时间的一级动力学常数kc是sclugecro8粉末的1.13倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
是sclugecro8粉末的1.17倍。
[0155]
综上所述，对于可见光照射下降解去除农药废水中有机污染物草甘膦，sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末比sc2geo5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高，并且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末比sclugecro8单晶粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。
[0156]
实验3降解目标污染物多杀霉素(c
41h65
no
10
)
[0157]
3.1.采用sclugecro8粉末降解废水中的多杀霉素(c
41h65
no
10
)
[0158]
将采用固相烧结方法制备的sclugecro8粉末1.2g，放入500ml多杀霉素水溶液中形成悬浮体系，多杀霉素水溶液的初始浓度为0.04mmol l-1
，初始ph值为7。选取500w的氙灯照射多杀霉素溶液，配上截止滤光片(λ》420nm)。入射光光照强度为4.76
×
10-6
einstein l-1
s-1
。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以sclugecro8粉末为催化剂，在可见光照射下，随着照射时间的延长，多杀霉素的浓度逐渐降低，总有机碳(toc)浓度也逐渐降低，经252分钟，多杀霉素的去除率为100％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达96.70％,co2的产量为0.7921mmol，多杀霉素浓度与时间的一级动力学常数kc为0.00698min-1
,总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
为0.01035min-1
，详细的数据见表6。
[0159]
表6.以sclugecro8粉末为催化剂降解多杀霉素所获得的相关数据
[0160][0161][0162]
3.2采用sc2geo5粉末降解废水中的多杀霉素(c
41h65
no
10
)
[0163]
将sc2geo5粉末1.2g，放入500ml多杀霉素水溶液中形成悬浮体系，多杀霉素水溶液的初始浓度为0.04mmoll-1
，初始ph值为7。选取500w的氙灯照射多杀霉素溶液，配上截止滤光片(λ》420nm)。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以sc2geo5粉末为催化剂，在可见光照射下，随着照射时间的延长，多杀霉素的浓度逐渐降低，总有机碳(toc)的浓度也逐渐降低，经252分钟，多杀霉素的去除率为31.50％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达30.16％，co2的产率为0.2382mmol，多杀霉素浓度与时间的一级动力学常数kc为0.00152min-1
，总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
为0.00147min-1
，详细的数据见表7。
[0164]
表7.以sc2geo5粉末为催化剂降解多杀霉素所获得的相关数据
[0165][0166]
3.3采用金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末降解废水中的多杀霉素(c
41h65
no
10
)
[0167]
将采用水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末1.2g，放入500ml多杀霉素水溶液中形成悬浮体系，多杀霉素水溶液的初始浓度为0.04mmol l-1
，初始ph值为7。选取500w的氙灯照射多杀霉素溶液，配上截止滤光片(λ》420nm)。入射光光照强度为4.76
×
10-6
einstein l-1
s-1
。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末为催化剂，在可见光照射下，随着照射时间的延长，多杀霉素的浓度逐渐降低，总有机碳(toc)浓度也逐渐降低，经237分钟，多杀霉素的去除率为100％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达97.60％,co2的产量为0.7992mmol，多杀霉素浓度与时间的一级动力学常数kc为0.00882min-1
,总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
为0.01311min-1
，详细的数据见表8。
[0168]
表8.以金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末为催化剂降解多杀霉素所获得的相关数据
[0169][0170]
3.4采用sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末降解废水中的多杀霉素(c
41h65
no
10
)
[0171]
将采用微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末1.2g，放入500ml多杀霉素水溶液中形成悬浮体系，多杀霉素水溶液的初始浓度为0.04mmol l-1
，初始ph值为7。选取500w的氙灯照射多杀霉素溶液，配上截止滤光片(λ》420nm)。入射光光照强度为4.76
×
10-6
einstein l-1
s-1
。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末为催化剂,在可见光照射下，随着照射时间的延长，多杀霉素的浓度逐渐降
低，总有机碳(toc)浓度也逐渐降低，经226分钟，多杀霉素的去除率为100％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达97.61％,co2的产量为0.7998mmol，多杀霉素浓度与时间的一级动力学常数kc为0.00853min-1
,总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
为0.01320min-1
，详细的数据见表9。
[0172]
表9.以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末为催化剂降解多杀霉素所获得的相关数据
[0173][0174]
3.5分别利用不同催化剂降解多杀霉素的性能对比
[0175]
在初始实验条件一致前提下，利用sc2geo5粉末在可见光照射下下降解废水中的多杀霉素，在可见光照射200分钟时，多杀霉素的去除率为20.75％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达19.23％；在可见光照射252分钟时，多杀霉素还未被完全降解，此时，多杀霉素的去除率为31.50％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达30.16％，co2的产率为0.2382mmol。而在相同的初始实验条件下，利用sclugecro8粉末在可见光照射下降解废水中的多杀霉素，在可见光照射252分钟时，多杀霉素就已经被完全降解，即此时的多杀霉素的去除率为100％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达96.70％，且co2的产率比使用sc2geo5粉末时高，为0.7921mmol，明显可以看出sclugecro8粉末对多杀霉素的降解速率比sc2geo5粉末快得多；同时，经历相同时间的可见光照射后，利用sclugecro8降解多杀霉素的效率要远远高于sc2geo5。关于多杀霉素浓度与时间的一级动力学常数，以及总有机碳与时间的一级动力学常数，sclugecro8粉末均比sc2geo5粉末高得多，说明利用sclugecro8粉末降解多杀霉素的降解速率要大大快于sc2geo5粉末。
[0176]
经对比，在相同可见光照射时间下，sclugecro8单晶粉末对农药废水中多杀霉素的去除率是sc2geo5粉末对农药废水中多杀霉素的去除率的3.17倍；且sclugecro8单晶粉末对农药废水中多杀霉素的总有机碳去除率是sc2geo5粉末对农药废水中多杀霉素的总有机碳去除率的3.21倍；且sclugecro8粉末对农药废水中多杀霉素的co2的产率是sc2geo5粉末对农药废水中多杀霉素的co2的产率的3.33倍；且sclugecro8单晶粉末对农药废水中多杀霉素浓度与时间的一级动力学常数kc是sc2geo5粉末的4.56倍；且sclugecro8单晶粉末对农药废水中总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
是sc2geo5粉末的7.04倍。
[0177]
综上所述，对于可见光照射下降解去除农药废水中有机污染物多杀霉素，sclugecro8单晶粉末比sc2geo5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。
[0178]
同理，以金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂与sc2geo5为催化剂作有益效果对比，结果如下：
[0179]
利用金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂，在可见光(λ》400nm)照射233分钟，农药废水中的多杀霉素的去除率为100.00％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达97.60％。在初始实验条件一致前提下，利用市场公认的sc2geo5粉末为催化剂在可见光照射233分钟后，农药废水中的多杀霉素的去除率为28.75％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达27.46％。
[0180]
经对比，在相同可见光照射时间下，金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂对农药废水中多杀霉素的去除率是sc2geo5粉末对农药废水中多杀霉素的去除率的3.48倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂对农药废水中多杀霉素的总有机碳去除率是sc2geo5粉末对农药废水中多杀霉素的总有机碳去除率的3.55倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中多杀霉素的co2的产率是sc2geo5粉末对农药废水中多杀霉素的co2的产率的3.61倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中多杀霉素浓度与时间的一级动力学常数kc是sc2geo5粉末的5.80倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
是sc2geo5粉末的8.92倍。
[0181]
同理，以金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂与sclugecro8单晶为催化剂作有益效果对比，结果如下：
[0182]
利用金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂，在可见光(λ》400nm)照射200分钟，农药废水中的多杀霉素的去除率为86.00％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达80.95％。在初始实验条件一致前提下，利用市场公认的sclugecro8粉末为催化剂在可见光照射200分钟后，农药废水中的多杀霉素的去除率为62.25％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达55.84％。
[0183]
经对比，在相同可见光照射时间下，金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂对农药废水中多杀霉素的去除率是sclugecro8单晶粉末对农药废水中多杀霉素的去除率的1.38倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂对农药废水中多杀霉素的总有机碳去除率是sclugecro8单晶粉末对农药废水中多杀霉素的总有机碳去除率的1.45倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中多杀霉素的co2的产率是sclugecro8单晶粉末对农药废水中多杀霉素的co2的产率的1.45倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中多杀霉素浓度与时间的一级动力学常数kc是sclugecro8单晶粉末的1.26倍；且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末对农药废水中总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
是sclugecro8单晶粉末的1.27倍。
[0184]
综上所述，对于可见光照射下降解去除农药废水中有机污染物多杀霉素，金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末比sc2geo5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高，并且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂粉末比sclugecro8单晶粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。
[0185]
同理，以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结与sc2geo5为催化剂作有益效果对比，结果如下：
[0186]
利用sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂，在可见光(λ》400nm)照射226分钟，农药废水中的多杀霉素的去除率为100.00％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达97.61％。在初始实验条件一致前提下，利用市场公认的sc2geo5粉末为催化剂在可见光照射226分钟后，农药废水中的多杀霉素的去除率为26.50％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达24.73％。
[0187]
经对比，在相同可见光照射时间下，sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂对农药废水中多杀霉素的去除率是sc2geo5粉末对农药废水中多杀霉素的去除率的3.77倍；且
sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂对农药废水中多杀霉素的总有机碳去除率是sc2geo5粉末对农药废水中多杀霉素的总有机碳去除率的3.95倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中多杀霉素的co2的产率是sc2geo5粉末对农药废水中多杀霉素的co2的产率的4.00倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中多杀霉素浓度与时间的一级动力学常数kc是sc2geo5粉末的5.61倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
是sc2geo5粉末的8.98倍。
[0188]
同理，以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂与sclugecro8单晶为催化剂作有益效果对比，结果如下：
[0189]
利用sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结复合催化剂，在可见光(λ》400nm)照射200分钟，农药废水中的多杀霉素的去除率为85.25％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达80.92％。在初始实验条件一致前提下，利用sclugecro8单晶粉末为催化剂在可见光照射200分钟后，农药废水中的多杀霉素的去除率为62.25％，总有机碳toc的去除率(矿化率)达55.84％。
[0190]
经对比，在相同可见光照射时间下，sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂对农药废水中多杀霉素的去除率是sclugecro8单晶粉末对农药废水中多杀霉素的去除率的1.37倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂对农药废水中多杀霉素的总有机碳去除率是sclugecro8单晶粉末对农药废水中多杀霉素的总有机碳去除率的1.45倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中多杀霉素的co2的产率是sclugecro8单晶粉末对农药废水中多杀霉素的co2的产率的1.45倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中多杀霉素浓度与时间的一级动力学常数kc是sclugecro8单晶粉末的1.22倍；且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末对农药废水中总有机碳与时间的一级动力学常数k
toc
是sclugecro8单晶粉末的1.28倍。
[0191]
综上所述，对于可见光照射下降解去除农药废水中有机污染物多杀霉素，sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末比sc2geo5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高，并且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂粉末比sclugecro8粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。
[0192]
实验4催化剂材料的紫外-可见光吸收谱
[0193]
固相烧结方法制备的sclugecro8催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱列于图1中。催化剂的本征跃迁吸收边缘位于光谱中466nm的可见光波段区域，根据图1的结果分析，固相烧结方法制备的sclugecro8催化剂的能带宽度eg值为2.67ev。
[0194]
激光熔覆方法制备的sclugecro8催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱列于图2中。催化剂的本征跃迁吸收边缘位于光谱中468nm的可见光波段区域，根据图2的结果分析，激光熔覆方法制备的sclugecro8催化剂的能带宽度eg值为2.65ev。
[0195]
流延成型和固相反应方法制备的sclugecro8催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱列于图3中。催化剂的本征跃迁吸收边缘位于光谱中466nm的可见光波段区域，根据图3的结果分析，流延成型和固相反应方法制备的sclugecro8催化剂的能带宽度eg值为2.66ev。
[0196]
自蔓延燃烧方法制备的sclugecro8催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱列于图4中。催化剂的本征跃迁吸收边缘位于光谱中467nm的可见光波段区域，根据图4的结果分析，自蔓延燃烧方法制备的sclugecro8催化剂的能带宽度eg值为2.66ev。
[0197]
静电纺丝方法制备的sclugecro8催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱列于图5中。催化剂的本征跃迁吸收边缘位于光谱中465nm的可见光波段区域，根据图5的结果分析，静电纺丝方法制备的sclugecro8催化剂的能带宽度eg值为2.67ev。
[0198]
柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro8催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱列于图6中。催化剂的本征跃迁吸收边缘位于光谱中468nm的可见光区域，根据图6的结果分析，柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro8催化剂的能带宽度eg值为2.65ev。
[0199]
通过用六种不同方法制备的sclugecro8催化剂的紫外-可见漫反射吸收光谱，可以得出如下结论：
[0200]
用六种不同方法制备的sclugecro8催化剂的能带宽度分别为2.67ev、2.65ev、2.66ev、2.66ev、2.67ev、2.65ev。能带宽度基本不变且紫外-可见漫反射吸收光谱基本不变，可判断用六种不同方法制备的sclugecro8结构一致且光催化性能不变。
[0201]
此外，水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱列于图7中。催化剂的本征跃迁吸收边缘位于光谱中490nm的可见光波段区域，根据图7的结果分析，水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的能带宽度eg值为2.53ev。
[0202]
溶剂热法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱列于图8中。催化剂的本征跃迁吸收边缘位于光谱中489nm的可见光波段区域，根据图8的结果分析，溶剂热法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的能带宽度eg值为2.54ev。
[0203]
通过用两种不同方法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的紫外-可见漫反射吸收光谱，可以得出如下结论：
[0204]
用两种不同方法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的能带宽度分别为2.53ev、2.54ev。能带宽度基本不变且紫外-可见漫反射吸收光谱基本不变，可判断用两种不同方法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂结构一致且光催化性能不变。
[0205]
进一步地，微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱列于图9中。催化剂的本征跃迁吸收边缘位于光谱中484nm的可见光波段区域，根据图9的结果分析，微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的能带宽度eg值为2.56ev。
[0206]
柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂样品的紫外-可见漫反射吸收光谱列于图10中。催化剂的吸收边缘位于光谱中483nm的可见波段光区域，根据图10的结果分析，柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的能带宽度eg值为2.57ev。
[0207]
通过用两种不同方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的紫外-可见漫反射吸收光谱，可以得出如下结论：
[0208]
用两种不同方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的能带宽度分别为2.56ev、2.57ev。能带宽度基本不变且紫外-可见漫反射吸收光谱基本不变，可判断用两种不同方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂结构一致且光催化性能不变。
[0209]
实验5催化剂材料的拉曼散射光谱
[0210]
图11展示了固相烧结方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。通过分析催化剂的拉曼散射光谱发现了几个较为明显的特征峰，分别位于光谱的143.027344cm-1
、196.989783cm-1
、396.839843cm-1
、516.835081cm-1
、638.975967cm-1
处，上述5个特征峰属于sclugecro8。根据图11我们可以看出在sclugecro8单晶光谱中激光熔覆方法第一高峰为143.027344cm-1
处，第二高峰为638.975967cm-1
处，第三高峰为516.835081cm-1
处。
[0211]
图12展示了制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。通过分析催化剂的拉曼散射光谱发现了几个较为明显的特征峰，分别位于光谱的143.027338cm-1
、196.992325cm-1
、396.839846cm-1
、513.891111cm-1
、638.636721cm-1
处、上述5个特征峰属于sclugecro8。根据图12我们可以看出在sclugecro8单晶光谱中第一高峰为143.027338cm-1
处，第二高峰为638.636721cm-1
处，第三高峰为513.891111cm-1
处。
[0212]
图13展示了流延成型和固相反应方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。通过分析催化剂的拉曼散射光谱发现了几个较为明显的特征峰，分别位于光谱的143.027345cm-1
、196.956101cm-1
、398.433593cm-1
、513.896485cm-1
、637.089849cm-1
处，上述5个特征峰属于sclugecro8单晶。根据图13我们可以看出在sclugecro8单晶光谱中第一高峰为143.027345cm-1
处，第二高峰为637.089849cm-1
处，第三高峰为513.896485cm-1
处。
[0213]
图14展示了自蔓延燃烧方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。通过分析催化剂的拉曼散射光谱发现了几个较为明显的特征峰，分别位于光谱的144.667978cm-1
、196.989783cm-1
、398.839848cm-1
、515.466708cm-1
、640.183592cm-1
处，上述5个特征峰属于sclugecro8单晶。根据图14我们可以看出在sclugecro8单晶光谱中第一高峰为144.667978cm-1
处，第二高峰为640.183592cm-1
处，第三高峰为515.466708cm-1
处。
[0214]
图15展示了静电纺丝方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。通过分析催化剂的拉曼散射光谱发现了几个较为明显的特征峰，分别位于光谱的144.667977cm-1
、196.997658cm-1
、396.839843cm-1
、518.607422cm-1
、637.089846cm-1
处，上述5个特征峰属于sclugecro8单晶。根据图15我们可以看出在sclugecro8单晶光谱中第一高峰为144.667977cm-1
处，第二高峰为637.089846cm-1
处，第三高峰为518.607422cm-1
处。
[0215]
图16展示了柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱。通过分析催化剂的拉曼散射光谱发现了几个较为明显的特征峰，分别位于光谱的144.667977cm-1
、195.373055cm-1
、400.025390cm-1
、517.037111cm-1
、641.732422cm-1
处，上述5个特征峰属于sclugecro8单晶。根据图16我们可以看出在sclugecro8单晶光谱中第一高峰为144.667977cm-1
处，第二高峰为641.732422cm-1
处，第三高峰为517.037111cm-1
处。
[0216]
通过用六种不同方法制备的sclugecro8单晶催化剂的拉曼散射光谱，可以得出用六种不同方法制备的sclugecro8单晶催化剂的特征峰在横坐标所处位置基本不变，可判断用六种不同方法制备的sclugecro8单晶催化剂结构一致且光催化性能不变。
[0217]
此外，图17展示了水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的拉曼散射光谱。通过分析催化剂的拉曼散射光谱发现了几个较为明显的特征峰，分别位于光谱的144.466437cm-1
、402.037618cm-1
、637.669801cm-1
、1209.770112cm-1
、1352.601882cm-1
、1585.945663cm-1
处，上述6个特征峰属于金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂。根据图17可以看出在金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂光谱中第一高峰为1585.945663cm-1
处，第二高峰为1352.601882cm-1
处，第
三高峰为1209.770112cm-1
处。
[0218]
图18展示了溶剂热法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的拉曼散射光谱。通过分析催化剂的拉曼散射光谱发现了几个较为明显的特征峰，分别位于光谱的147.021944cm-1
、413.416928cm-1
、641.191223cm-1
、1209.968655cm-1
、1358.307210cm-1
、1591.786833cm-1
处，上述6个特征峰属于金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂。根据图18我们可以看出在金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂光谱中第一高峰为1591.786833cm-1
处，第二高峰为1358.307210cm-1
处，第三高峰为1209.968655cm-1
处。
[0219]
通过用两种不同方法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的拉曼散射光谱，可以得出如下结论：
[0220]
用两种不同方法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的特征峰在横坐标所处位置基本不变。可判断用两种不同方法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂结构一致且光催化性能不变。
[0221]
进一步地，图19展示了微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的拉曼散射光谱。通过分析催化剂的拉曼散射光谱发现了几个较为明显的特征峰，分别位于光谱的143.234388cm-1
、1514.117199cm-1
、1749.365230cm-1
、1865.673836cm-1
、2058.232422cm-1
、2515.812502cm-1
、2710.003916cm-1
、2827.274416cm-1
处，上述8个特征峰属于sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂。根据图19我们可以看出在sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂光谱中第一高峰为2515.812502cm-1
处，第二高峰为2827.274416cm-1
处，第三高峰为2710.003916cm-1
处。
[0222]
图20展示了柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的拉曼散射光谱。通过分析催化剂的拉曼散射光谱发现了几个较为明显的特征峰，分别位于光谱的144.875543cm-1
、1515.505866cm-1
、1739.028211cm-1
、1859.039063cm-1
、2038.806644cm-1
、2509.734388cm-1
、2712.369143cm-1
、2827.274412cm-1
处，上述8个特征峰属于sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂。根据图20我们可以看出在sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂光谱中第一高峰为2509.734388cm-1
处，第二高峰为2827.274412cm-1
处，第三高峰为2712.369143cm-1
处。
[0223]
通过用两种不同方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的拉曼散射光谱，可以得出如下结论：
[0224]
用两种不同方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的特征峰在横坐标所处位置基本不变。可判断用两种不同方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂结构一致且光催化性能不变。
[0225]
实验6催化剂材料的傅里叶变换红外光谱图像
[0226]
图21展示了固相烧结方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。由于ftir实验时是将所制备的单晶催化剂sclugecro8的样品同kbr以1:100的比例进行混合研磨，压片来进行实验。所以只要将单晶sclugecro8的傅里叶变换红外ftir光谱图像图21同溴化钾kbr的ftir光谱图像结果进行比对，分析排除掉溴化钾的信号峰，即可判断出催化剂sclugecro8的信号峰。
[0227]
由图21可见sclugecro8单晶催化剂的信号峰位于460cm-1
、1101cm-1
、1357cm-1
、
1389cm-1
、1631cm-1
、2369cm-1
、3443cm-1
处，上述7个明显峰属于sclugecro8单晶催化剂。我们发现kbr信号峰位于418cm-1
、429cm-1
、466c m-1
、477cm-1
、872cm-1
、1102cm-1
、1425cm-1
、1644cm-1
、3419cm-1
处。通过两图比对，我们未在图中发现溴化钾kbr的信号峰，而且sclugecro8单晶催化剂是我们首次合成，未见有人报道，故初步推断，图21中位于460cm-1
、1101cm-1
、1357cm-1
、1389cm-1
、1631cm-1
、2369cm-1
、3443cm-1
处的信号峰，则为sclugecro8单晶的信号峰。
[0228]
图22展示了激光熔覆方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。由于ftir实验时是将所制备的单晶催化剂sclugecro8的样品同kbr以1:100的比例进行混合研磨，压片来进行实验。所以只要将sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外ftir光谱图像图22同溴化钾kbr的ftir光谱图像结果进行比对，分析排除掉溴化钾的信号峰，即可判断出单晶催化剂sclugecro8的信号峰。
[0229]
由图22可见sclugecro8单晶催化剂的信号峰位于458cm-1
、1101cm-1
、1350cm-1
、1389cm-1
、1632cm-1
、2370cm-1
、3423cm-1
处，上述7个明显峰属于sclugecro8。我们发现kbr信号峰位于418cm-1
、429cm-1
、466cm-1
、477cm-1
、872cm-1
、1102cm-1
、1425cm-1
、1644cm-1
、3419cm-1
处。通过两图比对，我们未在图中发现溴化钾kbr的信号峰，而且sclugecro8单晶催化剂是我们首次合成，未见有人报道，故初步推断，图22中位于458cm-1
、1101cm-1
、1350cm-1
、1389cm-1
、1632cm-1
、2370cm-1
、3423cm-1
处的信号峰，则为sclugecro8单晶催化剂的信号峰。
[0230]
图23展示了流延成型和固相反应方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。由于ftir实验时是将所制备的单晶催化剂sclugecro8的样品同kbr以1:100的比例进行混合研磨，压片来进行实验。所以只要将sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外ftir光谱图像图23同溴化钾kbr的ftir光谱图像结果进行比对，分析排除掉溴化钾的信号峰，即可判断出单晶催化剂sclugecro8的信号峰。
[0231]
由图23可见sclugecro8单晶催化剂的信号峰位于459cm-1
、1108cm-1
、1351cm-1
、1383cm-1
、1630cm-1
、2365cm-1
、3423cm-1
处，上述7个明显峰属于sclugecro8。我们发现kbr信号峰位于418cm-1
、429cm-1
、466cm-1
、477cm-1
、872cm-1
、1102cm-1
、1425cm-1
、1644cm-1
、3419cm-1
处。通过两图比对，我们未在图中发现溴化钾kbr的信号峰，而且sclugecro8单晶催化剂是我们首次合成，未见有人报道，故初步推断，图23中位于459cm-1
、1108cm-1
、1351cm-1
、1383cm-1
、1630cm-1
、2365cm-1
、3423cm-1
处的信号峰，则为sclugecro8单晶催化剂的信号峰。
[0232]
图24展示了自蔓延燃烧方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。由于ftir实验时是将所制备的单晶催化剂sclugecro8的样品同kbr以1:100的比例进行混合研磨，压片来进行实验。所以只要将单晶催化剂sclugecro8的傅里叶变换红外ftir光谱图像图24同溴化钾kbr的ftir光谱图像结果进行比对，分析排除掉溴化钾的信号峰，即可判断出单晶催化剂sclugecro8的信号峰。
[0233]
由图24可见sclugecro8单晶催化剂的信号峰位于461cm-1
、1101cm-1
、1350cm-1
、1390cm-1
、1631cm-1
、2364cm-1
、3417cm-1
处，上述7个明显峰属于sclugecro8单晶催化剂。我们发现kbr信号峰位于418cm-1
、429cm-1
、466cm-1
、477cm-1
、872cm-1
、1102cm-1
、1425cm-1
、1644cm-1
、3419cm-1
处。通过两图比对，我们未在图中发现溴化钾kbr的信号峰，而且sclugecro8单晶催化剂是我们首次合成，未见有人报道，故初步推断，图24中位于461cm-1
、1101cm-1
、1350cm-1
、1390cm-1
、1631cm-1
、2364cm-1
、3417cm-1
处的信号峰，则为sclugecro8单晶催化剂的信号
峰。
[0234]
图25展示了柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。由于ftir实验时是将所制备的单晶催化剂sclugecro8的样品同kbr以1:100的比例进行混合研磨，压片来进行实验。所以只要将sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外ftir光谱图像图25同溴化钾kbr的ftir光谱图像结果进行比对，分析排除掉溴化钾的信号峰，即可判断出单晶催化剂sclugecro8的信号峰。
[0235]
由图25可见sclugecro8单晶催化剂的信号峰位于460cm-1
、1101cm-1
、1355cm-1
、1383cm-1
、1638cm-1
、2363cm-1
、3430cm-1
处，上述7个明显峰属于sclugecro8。我们发现kbr信号峰位于418cm-1
、429cm-1
、466cm-1
、477cm-1
、872cm-1
、1102cm-1
、1425cm-1
、1644cm-1
、3419cm-1
处。通过两图比对，我们未在图中发现溴化钾kbr的信号峰，而且sclugecro8单晶催化剂是我们首次合成，未见有人报道，故初步推断，图25中位于460cm-1
、1101cm-1
、1355cm-1
、1383cm-1
、1638cm-1
、2363cm-1
、3430cm-1
处的信号峰，则为sclugecro8单晶催化剂的信号峰。
[0236]
图26展示了静电纺丝方法制备的sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。由于ftir实验时是将所制备的单晶催化剂sclugecro8的样品同kbr以1:100的比例进行混合研磨，压片来进行实验。所以只要将sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外ftir光谱图像图26同溴化钾kbr的ftir光谱图像结果进行比对，分析排除掉溴化钾的信号峰，即可判断出单晶催化剂sclugecro8的信号峰。
[0237]
由图26可见sclugecro8单晶催化剂的信号峰位于461cm-1
、1101cm-1
、1354cm-1
、1386cm-1
、1639cm-1
、2365cm-1
、3430cm-1
处，上述7个明显峰属于sclugecro8。我们发现kbr信号峰位于418cm-1
、429cm-1
、466cm-1
、477cm-1
、872cm-1
、1102cm-1
、1425cm-1
、1644cm-1
、3423cm-1
处。通过两图比对，我们未在图中发现溴化钾kbr的信号峰，而且sclugecro8单晶催化剂是我们首次合成，未见有人报道，故初步推断，图26中位于460cm-1
、1101cm-1
、1355cm-1
、1383cm-1
、1638cm-1
、2363cm-1
、3423cm-1
处的信号峰，则为sclugecro8单晶催化剂的信号峰。
[0238]
通过用六种不同方法制备的sclugecro8单晶催化剂傅里叶变换红外光谱，可以得出如下结论：
[0239]
用六种不同方法制备的sclugecro8单晶催化剂的信号峰基本不变。可判断用六种不同方法制备的sclugecro8单晶催化剂结构一致且光催化性能不变。
[0240]
此外，图27展示了水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。由于ftir实验时是将所制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的样品同kbr以1:100的比例进行混合研磨，压片来进行实验。所以只要将sclugecro8单晶催化剂的傅里叶变换红外ftir光谱图像图27同溴化钾kbr的ftir光谱图像结果进行比对，分析排除掉溴化钾的信号峰，即可判断出金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的信号峰。
[0241]
由图27可见金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的信号峰位于637cm-1
、787cm-1
、1095cm-1
、1259cm-1
、1350cm-1
、1631cm-1
、2716cm-1
、2821cm-1
、3456cm-1
处，上述9个明显峰属于金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂。我们发现kbr信号峰位于418cm-1
、429cm-1
、466cm-1
、477cm-1
、872cm-1
、1102cm-1
、1425cm-1
、1644cm-1
、3423cm-1
处。通过两图比对，我们未在图中发现溴化钾kbr的信号峰，而且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂是我们首次合成，未见有人报道，故初步推断，图27
中位于637cm-1
、787cm-1
、1095cm-1
、1259cm-1
、1350cm-1
、1631cm-1
、2716cm-1
、2821cm-1
、3456cm-1
处的信号峰，则为金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的信号峰。
[0242]
图28展示了溶剂热法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。由于ftir实验时是将所制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的样品同kbr以1:100的比例进行混合研磨，压片来进行实验。所以只要将金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的傅里叶变换红外ftir光谱图像图28同溴化钾kbr的ftir光谱图像结果进行比对，分析排除掉溴化钾的信号峰，即可判断出金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的信号峰。
[0243]
由图28可见金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的信号峰位于638cm-1
、790cm-1
，1089cm-1
、1258cm-1
、1345cm-1
、1629cm-1
、2716cm-1
、2821cm-1
、3430cm-1
处，上述9个峰属于sclugecro8。我们发现kbr信号峰位于418cm-1
、429cm-1
、466cm-1
、477cm-1
、872cm-1
、1102cm-1
、1425cm-1
、1644cm-1
、3423cm-1
处。通过两图比对,我们未在图中发现溴化钾kbr的信号峰,而且金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂是我们首次合成,未见有人报道,故推断,图28中位于638cm-1
、790cm-1
、1089cm-1
、1258cm-1
、1345cm-1
、1629cm-1
、2716cm-1
、2821cm-1
、3430cm-1
处的信号峰,为金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂信号峰。
[0244]
通过用两种不同方法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂傅里叶变换红外光谱，可以得出如下结论：
[0245]
用两种不同方法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的信号峰基本不变。可判断用两种不同方法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂结构一致且光催化性能不变。
[0246]
进一步地，图29展示了微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。由于ftir实验时是将所制备的催化剂sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结的样品同kbr以1:100的比例进行混合研磨，压片来进行实验。所以只要将sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的傅里叶变换红外ftir光谱图像图29同溴化钾kbr的ftir光谱图像结果进行比对，分析排除掉溴化钾的信号峰，即可判断出催化剂sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结的信号峰。
[0247]
由图29可见sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的信号峰位于1127cm-1
、1343cm-1
、1389cm-1
、1631cm-1
、2364cm-1
、2710cm-1
、2808cm-1
、3404cm-1
处，上述8个明显峰属于sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂。我们发现kbr信号峰位于418cm-1
、429cm-1
、466cm-1
、477cm-1
、872cm-1
、1102cm-1
、1425cm-1
、1644cm-1
、3423cm-1
处。通过两图比对，我们未在图中发现溴化钾kbr的信号峰，而且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂是我们首次合成，未见有人报道，故初步推断，图29中位于1127cm-1
、1343cm-1
、1389cm-1
、1631cm-1
、2364cm-1
、2710cm-1
、2808cm-1
、3404cm-1
处的信号峰，则为sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的信号峰。
[0248]
图30展示了柠檬酸低温燃烧方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的傅里叶变换红外光谱图像。由于ftir实验时是将所制备的催化剂sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结的样品同kbr以1:100的比例进行混合研磨，压片来进行实验。所以只要将sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的傅里叶变换红外ftir光谱图像图30同溴化钾kbr的ftir光谱图像结果进行比对，分析排除掉溴化钾的信号峰，即可判断出催化剂sclugecro
8-eu2ndsbo7异质
结的信号峰。
[0249]
由图30可见sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的信号峰位于1134cm-1
、1343cm-1
、1389cm-1
、1631cm-1
、2363cm-1
、2714cm-1
、2808cm-1
、3404cm-1
处，上述8个明显峰属于sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂。我们发现kbr信号峰位于418cm-1
、429cm-1
、466cm-1
、477cm-1
、872cm-1
、1102cm-1
、1425cm-1
、1644cm-1
、3423cm-1
处。通过两图比对，我们未在图中发现溴化钾kbr的信号峰，而且sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂是我们首次合成，未见有人报道，故初步推断，图30中位于1134cm-1
、1343cm-1
、1389cm-1
、1631cm-1
、2363cm-1
、2714cm-1
、2808cm-1
、3404cm-1
处的信号峰，则为sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的信号峰。
[0250]
通过用两种不同方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂傅里叶变换红外光谱，可以得出如下结论：
[0251]
用两种不同方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂信号峰基本不变。可判断用两种不同方法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂结构一致且光催化性能不变。
[0252]
图31展示了sclugecro8单晶催化剂的x射线衍射图谱。利用图31给出的sclugecro8单晶催化剂的xrd实验数据，并利用rietveld软件对sclugecro8的x射线衍射结果进行结构精修，结构精修因子r
p
值为r
p
＝6.21％。sclugecro8的空间群为i2/c，结构为单斜晶体结构，晶胞参数为β＝101.86
°
，α＝γ＝90
°
。sclugecro8各衍射峰的晶面指数(hkl)被标定。sclugecro8催化剂中各个原子的空间原子位置参数被确定。
[0253]
图32展示了在可见光照射下以水热合成法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂降解有机污染物草甘膦过程中分别添加乙二胺四乙酸(edta)、异丙醇(isopropanol)或苯醌(benzoquinone)的草甘膦降解去除率关系曲线。以金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合物为催化剂，在可见光照射下光催化降解农药废水中草甘膦的初始时刻，在包含有机污染物草甘膦的农药废水溶液中加入不同的自由基清除剂，目的旨在捕获在光催化降解草甘膦的过程中产生的氧化自由基超氧负离子、羟基自由基或光生空穴。用异丙醇捕获羟基自由基(
·
oh)，用苯醌捕获超氧负离子(
·o2-)，以及用乙二胺四乙酸捕获空穴(h
+
)。初始的异丙醇浓度、苯醌浓度和乙二胺四乙酸浓度均为0.15mmol l-1
，异丙醇、苯醌和乙二胺四乙酸的加入量均为1ml。
[0254]
由图32可以看出，当将异丙醇、苯醌和乙二胺四乙酸分别放入包含草甘膦的农药废水溶液中时，与未加入捕获剂的反应溶液相比，草甘膦的降解去除率分别降低了70.47％、53.85％和27.72％。因此，可以得出结论，在降解农药废水中的草甘膦的过程中，
·
oh、
·o2-和h
+
都是氧化性良好的活性自由基，以金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合物为催化剂在可见光照射条件下光催化降解农药废水中的草甘膦的过程中，羟基自由基起主导作用；超氧负离子、羟基自由基和光生空穴氧化去除农药废水中草甘膦的能力由高到低排序如下：
·
oh》
·o2-》h
+
。最后，对农药废水中的草甘膦可能的降解机理进行了系统的讨论。
[0255]
图33展示了在可见光照射下以微乳液体系水热法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂降解有机污染物多杀霉素过程中分别添加乙二胺四乙酸(edta)、异丙醇(isopropanol)或苯醌(benzoquinone)的多杀霉素降解去除率关系曲线。
以金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合物为催化剂，在可见光照射下光催化降解农药废水中多杀霉素的初始时刻，在包含有机污染物多杀霉素的农药废水溶液中加入不同的自由基清除剂，目的旨在捕获在光催化降解多杀霉素的过程中产生的氧化自由基超氧负离子、羟基自由基或光生空穴。用异丙醇捕获羟基自由基(
·
oh)，用苯醌捕获超氧负离子(
·o2-)，以及用乙二胺四乙酸捕获空穴(h
+
)。初始的异丙醇浓度、苯醌浓度和乙二胺四乙酸浓度均为0.15mmol l-1
，异丙醇、苯醌和乙二胺四乙酸的加入量均为1ml。
[0256]
由图33可以看出，当将异丙醇、苯醌和乙二胺四乙酸分别放入包含多杀霉素的制药废水溶液中时，与未加入捕获剂的反应溶液相比，多杀霉素的降解去除率分别降低了71.11％、52.66％和25.34％。因此，可以得出结论，在降解农药废水中多杀霉素的过程中，
·
oh、
·o2-和h
+
都是氧化性良好的活性自由基，以金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合物为催化剂在可见光照射条件下光催化降解农药废水中多杀霉素的过程中，羟基自由基起主导作用；超氧负离子、羟基自由基和光生空穴氧化去除农药废水中多杀霉素的能力由高到低排序如下：
·
oh》
·o2-》h
+
。最后，对农药废水中的多杀霉素可能的降解机理进行了系统的讨论。
[0257]
图34展示了在可见光照射下以微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂降解有机污染物草甘膦过程中分别添加乙二胺四乙酸(edta)、异丙醇(isopropanol)或苯醌(benzoquinone)的草甘膦降解去除率关系曲线。以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结为催化剂，在可见光照射下光催化降解农药废水中草甘膦的初始时刻，在包含有机污染物草甘膦的农药废水溶液中加入不同的自由基清除剂，目的旨在捕获在光催化降解草甘膦的过程中产生的氧化自由基超氧负离子、羟基自由基或光生空穴。用异丙醇捕获羟基自由基(
·
oh)，用苯醌捕获超氧负离子(
·o2-)，以及用乙二胺四乙酸捕获空穴(h
+
)。初始的异丙醇浓度、苯醌浓度和乙二胺四乙酸浓度均为0.15mmol l-1
，异丙醇、苯醌和乙二胺四乙酸的加入量均为1ml。
[0258]
由图34可以看出，当将异丙醇、苯醌和乙二胺四乙酸分别放入包含草甘膦的制药废水溶液中时，与未加入捕获剂的反应溶液相比，草甘膦的降解去除率分别降低了69.89％、51.44％和29.70％。因此，可以得出结论，在降解农药废水中多杀霉素的过程中，
·
oh、
·o2-和h
+
都是氧化性良好的活性自由基，以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结为催化剂在可见光照射条件下光催化降解农药废水中的草甘膦的过程中，羟基自由基起主导作用；超氧负离子、羟基自由基和光生空穴氧化去除农药废水中草甘膦的能力由高到低排序如下：
·
oh》
·o2-》h
+
。最后，对农药废水中的草甘膦可能的降解机理进行了系统的讨论。
[0259]
图35展示了在可见光照射下以微乳液体系水热法制备的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂降解有机污染物多杀霉素过程中分别添加乙二胺四乙酸(edta)、异丙醇(isopropanol)或苯醌(benzoquinone)的多杀霉素降解去除率关系曲线。以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结为催化剂，在可见光照射下光催化降解农药废水中多杀霉素的初始时刻，在包含有机污染物多杀霉素的农药废水溶液中加入不同的自由基清除剂，目的旨在捕获在光催化降解多杀霉素的过程中产生的氧化自由基超氧负离子、羟基自由基或光生空穴。用异丙醇捕获羟基自由基(
·
oh)，用苯醌捕获超氧负离子(
·o2-)，以及用乙二胺四乙酸捕获空穴(h
+
)。初始的异丙醇浓度、苯醌浓度和乙二胺四乙酸浓度均为0.15mmol l-1
，异丙醇、苯醌和乙二胺四乙酸的加入量均为1ml。
[0260]
由图35可以看出，当将异丙醇、苯醌和乙二胺四乙酸分别放入包含多杀霉素的制药废水溶液中时，与未加入捕获剂的反应溶液相比，多杀霉素的降解去除率分别降低了70.33％、52.79％和28.22％。因此，可以得出结论，在降解农药废水中多杀霉素的过程中，
·
oh、
·o2-和h
+
都是氧化性良好的活性自由基，以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结为催化剂在可见光照射条件下光催化降解农药废水中多杀霉素的过程中，羟基自由基起主导作用；超氧负离子、羟基自由基和光生空穴氧化去除农药废水中多杀霉素的能力由高到低排序如下：
·
oh》
·o2-》h
+
。最后，对农药废水中多杀霉素可能的降解机理进行了系统的讨论。
[0261]
在可见光照射条件下，以sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结作为光催化剂光催化降解草甘膦和多杀霉素的可能机制如图36所示。使用以下公式(1)估计准导体的导带(cb)或价带(vb)的电势：
[0262]ecb
＝x-e
e-0.5e
gevb
＝e
cb
+eg(1)
[0263]
在上面的两个方程中，eg是准导体的带隙，x是准导体电负性，ee是氢标度上的自由电子能(ee＝4.5ev)。sclugecro8单晶催化剂的vb电势或cb电势(由式(1)确定)分别等于2.765ev或0.095ev。此外，对于eu2ndsbo7单晶催化剂，计算出vb电势和cb电势分别为1.573ev和﹣0.662ev。可以发现，当可见光照射sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂时，sclugecro8单晶催化剂和eu2ndsbo7单晶催化剂都可以吸收可见光能量并可以分别在sclugecro8和eu2ndsbo7的单晶颗粒表面产生分离的光生电子和光生空穴。由于eu2ndsbo7单晶催化剂的cb的氧化还原电位(﹣0.662ev)位置比sclugecro8单晶催化剂的cb的氧化还原电位(0.095ev)位置更负，因此eu2ndsbo7单晶催化剂的cb上的光生电子可以转移到sclugecro8单晶催化剂的cb位置。
[0264]
此外，sclugecro8单晶催化剂的vb的氧化还原电位(2.765ev)位置比eu2ndsbo7单晶催化剂的vb的氧化还原电位(1.573ev)位置更正，sclugecro8单晶催化剂的vb上的光生空穴可以转移到eu2ndsbo7单晶催化剂的vb位置上。因此，使用由sclugecro8单晶催化剂和eu2ndsbo7单晶催化剂组成的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂将明显降低光生电子和光生空穴的重聚率。此外，内阻也会降低，光生电子、光生空穴和界面电荷转移的寿命会延长。因此，可以获得更多的
·
oh(羟基自由基)或
·o2-(超氧负离子)，有助于提高草甘膦和多杀霉素的去除效率。
[0265]
在图36中，eu2ndsbo7单晶催化剂的cb电势为﹣0.662ev，o2/
·o2-的电势为﹣0.33ev，因为eu2ndsbo7单晶催化剂的cb电势(﹣0.662ev)比o2/
·o2-的电势(﹣0.33ev)更负，意味着eu2ndsbo7单晶催化剂的cb内的光生电子可以吸收氧气产生
·o2-，进而利用超氧负离子(
·o2-)可以更加高效地降解农药废水中的草甘膦和多杀霉素，如路径
①
所示。sclugecro8单晶催化剂的vb的绝对电化学电位值(2.765ev)比oh-/
·
oh的绝对电化学电位值(2.38ev)更正，表明sclugecro8单晶催化剂的vb中的光生空穴可以将h2o或oh-氧化为羟基自由基(
·
oh),进而利用
·
oh的强氧化性高效率降解农药废水中的草甘膦和多杀霉素，如路径
②
所示。最后，如路径
③
所示，sclugecro8单晶催化剂或eu2ndsbo7单晶催化剂的vb中的光生空穴由于其强大的氧化能力，可以直接氧化并去除农药废水中的草甘膦和多杀霉素。综上所述，高效率分离的光生电子和光生空穴是sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂能够高效率降解农药废水中的草甘膦和多杀霉素的主要原因。
[0266]
图37展示了采用固相烧结方法制备的sclugecro8单晶催化剂的透射电镜形貌图
谱。由图37可以看出，单晶催化剂sclugecro8的颗粒形貌为规则的六面体形状，且颗粒分布均匀，颗粒大小基本一致，sclugecro8单晶催化剂颗粒的平均直径约为178nm。从图37可以看出，在单晶颗粒sclugecro8附近没有其它杂相，sclugecro8的结晶度很完美。此外，从图37也可以看出，聚集的sclugecro8单晶催化剂颗粒的比表面积很大，通过物理吸附仪测试sclugecro8单晶催化剂的比表面积，最终测试结果显示：sclugecro8单晶催化剂的比表面积为6.45m2/g,预示着sclugecro8单晶催化剂会拥有很高的催化活性。
[0267]
图38展示了多孔纳米催化材料sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结的扫描电镜形貌图谱(sem)，由图38可以看出：上述sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结复合催化材料主要由两种单晶催化剂构成，其中颗粒数量较多的单晶催化剂是sclugecro8，颗粒数量较少的单晶催化剂是eu2ndsbo7，另外，从图38也可以看出：图38中不包含其它的杂质单相。由图38展示的实验结果表明：我们已经成功制备多孔纳米催化材料sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结。最后，从图38也可以看出，聚集的sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结颗粒的比表面积很大，通过物理吸附仪测试sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结的比表面积，最终测试结果显示：sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结的比表面积为6.91m2/g,即预示着sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结的比表面积要高于单晶催化剂sclugecro8的比表面积，图38展示的实验结果表明：与单晶催化剂sclugecro8相对比，sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结会拥有更高的催化活性。
[0268]
密度分析：
[0269]
使用密度分析仪测定单晶催化剂sclugecro8的密度，最终测试结果显示：单晶催化剂sclugecro8的密度为：0.611
×
103kg/m3；金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的密度为：0.731
×
103kg/m3；sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结催化剂的密度为：1.523
×
103kg/m3。
[0270]
物质组成描述催化机理：
[0271]
sclugecro8单晶催化剂的良好的微观结构特性有助于提高sclugecro8单晶催化剂的光催化活性，同时在可见光照射下，以微观结构特性良好的sclugecro8为催化剂，可以高效率降解去除农药废水中的草甘膦和多杀霉素，最后可以揭示农药废水中的草甘膦和多杀霉素的催化降解机制。对于单晶催化剂sclugecro8，在严格按照摩尔百分比为sc：lu：ge：cr：o＝1.00：0.99：0.99：1.00：7.99的条件下经过优化的制备工艺形成了结晶度完美的单晶催化剂sclugecro8，在sclugecro8颗粒内部没有缺陷，光照射单晶催化剂sclugecro8表面后，入射光能量大于单晶催化剂sclugecro8的能带宽度，导致电子从价带向导带跃迁，使得sclugecro8单晶催化剂的导带产生了分离的光生电子，sclugecro8单晶催化剂的价带产生了分离的光生空穴，并转移到颗粒表面，因为sclugecro8单晶催化剂的结晶度完美，sclugecro8单晶催化剂颗粒内部没有产生缺陷，光生电子和光生空穴未在sclugecro8单晶催化剂颗粒内部缺陷处产生聚集和复合，从而导致单晶催化剂sclugecro8具有较高的光催化活性。
[0272]
对于金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂，金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的比表面积为592.36m2/g，sclugecro8单晶催化剂的比表面积为6.45m2/g，所制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的比表面积相较于单晶催化剂sclugecro8的比表面积，得到的比表面积的提升值为585.91m2/g，金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的表面活性位点增多
从而使得催化效率提高，即金属有机骨架化合物-sclugecro8的所有颗粒表面的活性位点的数量要高于单晶催化剂sclugecro8的表面活性位点的数量，最终导致上述金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂的催化活性要高于单晶催化剂sclugecro8的催化活性。
[0273]
sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结的催化活性高于单晶催化剂sclugecro8的催化活性的机制如下：
[0274]
sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结颗粒表面产生的光生电子和光生空穴的单独存活寿命要远远高于单晶催化剂sclugecro8(或eu2ndsbo7)表面产生的光生电子和光生空穴的单独存活寿命。即与单晶催化剂sclugecro8(或eu2ndsbo7)相比，sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结颗粒表面的光生电子与光生空穴更难于复合。
[0275]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种单晶粉末催化材料，其特征在于，所述粉末催化材料为sclugecro8单晶粉末催化材料，且所述sclugecro8单晶粉末催化材料采用固相烧结方法、激光熔覆方法、流延成型和固相反应方法、自蔓延燃烧方法、柠檬酸低温燃烧方法或静电纺丝方法制备而得。2.一种单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为固相烧结方法，具体步骤为：1)按摩尔比sc2o3：lu2o3：geo2：cro3＝1：1：2：2的比例分别称取物料并进行机械混合，得混合物；2)利用研钵将所述步骤1)中混合物研磨2h～4h，得到粉料，然后放入氧化铝坩埚压实；再放入高温烧结炉内烧结，然后控制粉料的冷却速率，获得单晶催化剂sclugecro8，即所述单晶粉末催化材料。3.一种单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为激光熔覆方法，具体步骤为：1)以q235钢材为基本材料；用磨床将q235表面抹平并用丙酮溶液对基体表面进行清洗，去除油污，即得到处理后的q235钢材；2)按摩尔比sc：lu：ge：cr＝1：1：1：1分别称取粉末sc、lu、ge、cr，然后加入球磨机后，得到混合粉末；3)用酒精将上述混合粉末调匀，然后涂覆在处理后的q235钢材基体材料表面，形成厚度为0.8mm的预置层；4)所述预置层中的酒精在室温下会发，待挥发干后进行激光熔覆处理，制备得到单晶催化剂sclugecro8，即所述粉末催化材料；其中，所述激光熔覆处理使用的熔覆设备为dl-hl-t5000b型横流co2激光器，激光熔覆处理参数为：激光输出功率为p＝2500w，扫描速度v＝3mm/s，光斑直径d＝4mm。4.一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为流延成型和固相反应方法，具体步骤为：1)按摩尔比sc2o3：lu2o3：geo2：cro3＝1：1：2：2分别称取sc2o3，lu2o3，geo2，cro3粉末，并将其加入球磨机中，备用；2)再向球磨机中加入无水乙醇作为球磨介质，进行球磨，球磨过程的球料比为5：1，球磨机转速为300r/min，球磨时间5h；然后于60℃下进行干燥处理，即可得到混合物料；3)取上述混合物料进行预烧，预烧温度为900℃，低温预烧时间为12h；然后充分研磨，再于筛孔直径为75μm下过筛收集，即可得到过筛粉体；4)将过筛粉体按照流延工艺进行流延成形，得到流延样品；再对所述流延样品进行高温烧结，烧结后的样品随炉冷却至室温后取出，研磨，即可得到最终产物单晶催化剂sclugecro8，即所述粉末催化材料；其中，所述流延工艺具体为：用圆规刀裁取干燥后的生瓷带，层层叠加，放入模具中，施加100mpa压强，保压5min然后脱模；所述高温烧结过程具体为：2℃/min的升温速率从室温升温至200℃，再以5℃/min速率从200℃升温至600℃，保温4h脱胶，最后以8℃/min升温至1200℃，保温25h。5.一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为自蔓延燃烧方法，具体步骤为：
1)按照化学计量比sc(no3)3·
6h2o：lu(no3)3：gecl4：na2cr2o7·
2h2o重铬酸钠＝2：2：2：1，摩尔比甘氨酸：sc(no3)3·
6h2o＝5:1,分别称取sc(no3)3·
6h2o、lu(no3)3、gecl4、na2cr2o7·
2h2o重铬酸钠和甘氨酸，并将其溶于去离子水中，得到混合溶液；2)将所述混合溶液置于恒温磁力搅拌器中，80℃的恒温条件下搅拌，待溶液蒸发至一半时，停止搅拌，将溶液转移至坩埚中；3)将上述坩埚置于马弗炉中，使其自蔓延燃烧；最后使燃烧后产物冷却，充分研磨后即可得到最终产物单晶催化剂sclugecro8，即所述单晶粉末催化材料；其中，自蔓延燃烧的温度条件为：先以5℃/min的升温速率升温至200℃，保温30min，再以2℃/min的升温速率升温至400℃，保温60min；燃烧后的温度条件为：以10℃/min的升温速率升温至700℃，保温120min，然后以11℃/min的冷却速率冷却至25℃；或，所述制备方法为静电纺丝方法，具体步骤为：1)按摩尔比sc(no3)3·
6h2o：lu(no3)3：gecl4：na2cr2o7·
2h2o(重铬酸钠)＝2：2：2：1，分别称取适量的sc(no3)3·
6h2o、lu(no3)3、gecl4、na2cr2o7·
2h2o重铬酸钠，加入柠檬酸作为络合剂，溶于去离子水中，磁力搅拌至金属盐溶解完全，制成金属盐溶液；2)称取pvp加入到无水乙醇中，进行磁力搅拌，制成pvp/无水乙醇溶液；3)量取步骤1)所述金属盐溶液，将其加入到步骤2)所述pvp/无水乙醇溶液中，在室温下磁力搅拌至透明，即得到前驱体溶液；4)将步骤3)所述前驱体溶液装入针头直径为0.5mm的注射器中，在高压电场力的作用下喷射得到sclugecro8纳米前驱丝，将其在高温管式的空气气氛中以5℃/min的升温速率从室温升温煅烧，然后以11.5℃/min的冷却速率冷却至20℃，得到sclugecro8单晶催化材料；5)将步骤4)所述sclugecro8单晶催化材料粉碎至粒径为0.06微米～0.31微米，制备成sclugecro8单晶粉末催化材料。或，所述制备方法为柠檬酸低温燃烧方法，包括以下步骤：(1)按照sc:lu:ge:cr＝1:1:1:1的化学计量比称取纯度为分析纯的sc2o3、lu2o3、gecl4溶于7.5mol/l的硝酸与h2cro4混合，溶于去离子水中配制成0.25mol/l的混合金属离子溶液；(2)在步骤(1)中的混合金属离子溶液中滴加氨水调节ph值为6.0，(3)加入0.25mol/l柠檬酸溶液，使柠檬酸与金属离子的摩尔比分别为0.5:1、1:1、1.5:1或2:1，得到混合溶液；(4)将上述混合溶液置于80℃恒温水浴锅中加热搅拌使其自燃，将燃烧产物在玛瑙研钵中充分研磨，取部分粉体在马弗炉中于850℃下焙烧3h后，备用；(5)将步骤(3)中剩余粉体在250mpa下压制成直径为13mm，厚度为1.5mm的原型素坯，并将其在1500℃下焙烧5h制得sclugecro8粉末催化材料。6.一种含金属有机骨架多孔复合催化材料的制备方法，其特征在于，所述含金属有机骨架多孔复合催化材料为金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化剂，所述制备方法包括如下步骤：(1)制备中间体金属有机骨架：将60ml含有5mmol过硫酸铵的1.4g的0.1mol/lhcl溶液
放入300ml的圆底烧瓶中，逐渐加入60ml含有5mmol苯胺的0.1mol/lhcl溶液，用水浴控制反应温度在0℃～5℃，聚合4h～5.5h；反应停止后，离心分离，依次用0.1mol/lhcl和蒸馏水对沉淀物质进行洗涤至滤液无色；然后将沉淀物质放于75℃的真空干燥箱中干燥2h，得到产物聚苯胺pani；(2)制备金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化材料：称取步骤(1)中制备好的聚苯胺pani0.3g放入到装有30ml二次蒸馏水的反应釜中，超声分散1h；用0.1mol/lhcl调节溶液，使溶液的ph值为3；再向其中加入如权利要求2-5任一所述方法制得的sclugecro8粉末催化剂，在电磁搅拌下，70℃热水回流5h；待反应停止后冷却至室温，用蒸馏水进行洗涤；将所得的沉淀物质放入干燥箱中，在75℃的条件下干燥2h，所得产物即为金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化材料。或，所述制备方法包括如下步骤：(1)金属有机骨架的制备：(a)称取2.0g的na2cr2o7·
2h2o(重铬酸钠)溶于25ml去离子水中，待其充分溶解后加入0.82g对苯二甲酸，再向溶液中加入0.2ghf溶液，得到混合液；将混合溶液转移至100ml聚氟乙烯内衬的高压反应釜中，在220℃的烘箱中保温12小时小时，以12℃/min的冷却速率冷却至室温后，将产物用去离子水和无水乙醇洗涤过滤，在60℃下干燥，得到绿色粉末，即为介孔金属有机骨架cr3f(h2o)2o(bdc)3·
nh2o；(2)金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化材料的原位制备：将如权利要求2-5任一所述方法制得的sclugecro8粉末溶于去离子水中得到2mg/ml的溶液，用超声振荡至形成均相溶液，备用；将介孔金属有机框架cr3f(h2o)2o(bdc)3·
nh2o粉末按照sclugecro8：cr3f(h2o)2o(bdc)3·
nh2o质量比为1:9的比例加入均相溶液中，搅拌形成前驱体溶液，备用；向前驱体溶液中滴加入百分比浓度为80％的水合肼与质量百分比浓度为25％的氨水混合溶液，其中水合肼与氨水的质量比为1:1，混合溶液与前驱体溶液的体积比为1:150，在98℃温度下加热回流至生成黑色溶液，使得sclugecro8包覆在介孔金属有机骨架cr3f(h2o)2o(bdc)3·
nh2o的孔状结构的表面以及孔道中，得到的产物经洗涤、过滤、干燥后，得到含金属有机骨架复合多孔纳米催化材料。7.一种含eu2ndsbo7多孔纳米催化材料的制备方法，其特征在于，所述含eu2ndsbo7多孔纳米催化材料为sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结，所述制备方法包括如下步骤：(1)在丙三醇溶液中加入0.6mmol的eu(no3)3·
6h20、0.6mmol的nd(no3)3·
6h20及0.6mmol的sbcl5，搅拌使其完全溶解得到a溶液；(2)在乙二醇中加入0.6mmo1的kbr，搅拌使其完全溶解，得到b溶液；(3)采用固相烧结方法制备sclugecro8单晶粉末和eu2ndsbo7单晶粉末；(4)在无水乙醇中加入sclugecro8单晶粉末颗粒，搅拌使其完全溶解，得到c溶液；(5)在搅拌的条件下，将b溶液加入a溶液中，再将c溶液加入a溶液中得到混合液；(6)将步骤(5)中的混合液搅拌1h～1.5h后，将其混合液密闭于衬有聚四氟乙烯垫的不锈钢反应釜中，升高温度至180℃，保温120min，然后以2.63℃/min的冷却速率冷却至室温，将得到的产物随后取出；(7)将步骤(6)中的产物用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥，得到sclugecro
8-eu2ndsbo7复合纳米催化材料。
或，所述制备方法包括如下步骤：(1)采用固相烧结方法制备sclugecro8单晶粉末和eu2ndsbo7单晶粉末；(2)在碱性条件下，按eu2ndsbo7：络合剂柠檬酸溶液＝1：9的摩尔比，向碱性溶液中加入eu2ndsbo7，同时加入络合剂柠檬酸溶液，进行水热反应，经过滤干燥、粉碎、筛选，得到eu2ndsbo7核；(3)称取一定量如权利要求2所述制备方法制得的sclugecro8单晶粉末催化材料，溶于去离子水中得到浊液，再称取步骤(2)所述的eu2ndsbo7核加入其中，搅拌后，得到均匀的浆液；(4)然后将步骤(3)上述浆液置于烘箱中烘焙干燥，烘箱中的浆液于200℃保温180min，然后以3.12℃/min的冷却速率冷却至室温，即制得sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结复合催化材料。8.一种如权利要求1所述的sclugecro8单晶粉末催化材料在废水处理中的应用，其特征在于，用于降解农药废水中的有机污染物。9.一种如权利要求6所述方法制备的金属有机骨架化合物(mofs)/sclugecro8多孔复合催化材料或如权利要求7所述方法制备sclugecro
8-eu2ndsbo7异质结复合催化剂的在农药废水处理中的应用，其特征在于，用于降解农药废水中的有机污染物。

技术总结
本发明公开采用固相烧结方法、激光熔覆方法、流延成型和固相反应方法、自蔓延燃烧方法、柠檬酸低温燃烧方法和静电纺丝方法制备ScLuGeCrO8单晶粉末催化材料，用于光催化降解去除农药废水中有机污染物；以及公开金属有机骨架化合物(MOFs)/ScLuGeCrO8多孔复合催化材料的制备方法和ScLuGeCrO


技术研发人员：栾景飞 马冰冰 刘文露 钮博文 王一纯 李俊 肖杨 郝亮
受保护的技术使用者：长春师范大学
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/9/7