本发明属于压电催化，具体涉及一种金属掺杂bnt复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、近几十年来，随着我国城市化进程的加快和工业经济的发展，生活污水和工业废水排放不断增加，环境污染已成为主要问题。基于压电材料特殊的性质，其压电催化的特性正在为解决环境问题的进展提供策略。
2、在一定的机械压力下，迫使压电材料在催化剂表面两侧产生正负电荷，从而形成内置电场，使电子和空穴分离，从而抑制载流子的复合。虽然研究人员对压电催化剂的开发做了很多努力，但大多数压电催化剂仍存在电子转移缓慢和活性位点不充分的问题，这严重阻碍了压电催化在水处理中的应用。因此，开发高效的压电催化剂，对于压电催化降解有机污染物至关重要。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种金属掺杂bnt复合材料及其制备方法和应用，本发明提供的金属掺杂bnt复合材料具有高效的压电催化效应。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、本发明提供了一种金属掺杂bnt复合材料，包括bnt基体和掺杂在所述bnt基体中的金属离子；
4、所述bnt基体的化学组成为bi0.5na0.5tio3；
5、所述金属离子包括钼离子、银离子或铜离子。
6、优选的，以金属元素的摩尔量计，所述金属离子的掺杂摩尔百分含量为0～4％，且不为0。
7、本发明还提供了上述技术方案所述的金属掺杂bnt复合材料的制备方法，包括以下步骤：
8、将bnt基体、金属盐和有机溶剂混合，进行溶剂热反应，得到前驱体材料；
9、将所述前驱体材料进行煅烧，得到所述金属掺杂bnt复合材料。
10、优选的，所述金属盐包括钼盐、银盐或铜盐；所述有机溶剂包括乙醇、丙酮和甲醇中的一种或几种；
11、所述金属盐的物质的量为所述bnt基体的物质的量的0～4％，且不为0。
12、优选的，所述溶剂热反应的温度为50～100℃，保温时间为2～4h。
13、优选的，所述煅烧的温度为200～300℃，保温时间为1～3h；所述煅烧在保护气氛下进行。
14、本发明还提供了上述技术方案所述的金属掺杂bnt复合材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的金属掺杂bnt复合材料作为催化剂在降解有机污染物中的应用。
15、优选的，所述应用包括以下步骤：
16、将含有有机污染物的溶液和催化剂混合，进行压电催化反应；
17、所述催化剂为上述技术方案所述的金属掺杂bnt复合材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的金属掺杂bnt复合材料。
18、优选的，所述含有有机污染物的溶液中有机污染物的浓度为10～50mg/l；
19、所述催化剂在含有有机污染物的溶液的浓度为10～50mg/l。
20、优选的，所述压电催化反应在超声的条件下进行，所述超声的频率为37～80khz。
21、本发明提供了一种金属掺杂bnt复合材料，包括bnt基体和掺杂在所述bnt基体中的金属离子；所述bnt基体的化学组成为bi0.5na0.5tio3；所述金属离子包括钼离子、银离子或铜离子。在本发明中，压电材料钛酸铋钠(bi0.5na0.5tio3，简称bnt)是a位由na+和bi3+共同占据的钙钛矿结构铁电体，在室温下为三方晶系，具有较强的铁电性能。根据压电原理，mo的晶胞为体心立方晶胞，而银和铜的电阻率小，在相同条件下，"导体"依导电系数中可分为银和铜的导电性较好，故以钛酸铋钠为基体负载一定量的高价态mo、ag或cu，在振动条件下不仅能有效的富集电荷及固定电子，具有相对较高的电子传导性还对有机污染物有较大的催化活性和接触位点，二者的结合引入了电子陷阱丰富了活性位，创造了良好的导电性和稳定性环境，并防止其与相反电荷的载流子复合。通过调整反应温度，成功合成了mo、ag、cu含量可调的bi0.5na0.5tio3@mo、bi0.5na0.5tio3@ag、bi0.5na0.5tio3@cu催化剂，并首次应用于压电催化去除水中的有机污染物。结果显示，本发明提供的复合材料对有机污染物表现出超高的压电催化降解效率。超高的氧化还原活性归功于，在压电材料表面建立了内部电场，高价态的mo、ag、cu物种导致了bi0.5na0.5tio3的移动电荷失衡，诱导了电子的定向转移，有效抑制了电子空穴的复合，使氧化还原反应有效进行。结果证实了本发明提供的复合材料在去除污染物上具有良好的应用前景。
1.一种金属掺杂bnt复合材料，其特征在于，包括bnt基体和掺杂在所述bnt基体中的金属离子；
2.根据权利要求1所述的金属掺杂bnt复合材料，其特征在于，以金属元素的摩尔量计，所述金属离子的掺杂摩尔百分含量为0～4％，且不为0。
3.权利要求1～2任一项所述的金属掺杂bnt复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐包括钼盐、银盐或铜盐；所述有机溶剂包括乙醇、丙酮和甲醇中的一种或几种；
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为50～100℃，保温时间为2～4h。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为100～300℃，保温时间为1～3h；所述煅烧在保护气氛下进行。
7.权利要求1～2任一项所述的金属掺杂bnt复合材料或权利要求3～6任一项所述的制备方法制备得到的金属掺杂bnt复合材料作为催化剂在降解有机污染物中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述含有有机污染物的溶液中有机污染物的浓度为10～50mg/l；
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述压电催化反应在超声的条件下进行，所述超声的频率为37～80khz。
