[發(fā)明專利]一種MIL-101(Cr)負(fù)載CdS制氫光催化劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710499590.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107362830B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫曉君;孟祥斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J31/26
• 分類(lèi)號(hào): B01J31/26;B01J37/10;C01B3/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種MIL?101(Cr)負(fù)載CdS制氫光催化劑的制備方法，它涉及一種制氫催化劑的制備方法。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有CdS半導(dǎo)體光催化劑易發(fā)生光腐蝕問(wèn)題，導(dǎo)致其光生電子和空穴復(fù)合幾率大，太陽(yáng)光利用率低，從而光催化制氫速率低。方法：一、制備MIL?101(Cr)負(fù)載CdS制氫光催化劑粗品；二、將MIL?101(Cr)負(fù)載CdS制氫光催化劑粗品加入到反應(yīng)釜中，經(jīng)水熱反應(yīng)得到MIL?101(Cr)負(fù)載CdS制氫光催化劑。本發(fā)明制備的MIL?101(Cr)負(fù)載CdS制氫光催化劑在300W氙燈照射下分解H₂O產(chǎn)氫速率可達(dá)到510.5μmol·h^?1·g^?1~586.1μmol·h^?1·g^?1。本發(fā)明可以獲得一種MIL?101(Cr)負(fù)載CdS制氫光催化劑的制備方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制氫催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

日益嚴(yán)重的能源危機(jī)，由化石燃料燃燒造成的環(huán)境污染導(dǎo)致了對(duì)可再生能源和環(huán)境友好的替代能源資源的一個(gè)積極的搜索。氫，作為下一代能源，由于其具有的高能源效率、環(huán)境友好、可循環(huán)使用等特點(diǎn)吸引了無(wú)數(shù)科學(xué)家揭示和的利用。在早期，人們通常是用非可再生資源來(lái)獲得氫氣，但這種方法不可避免地導(dǎo)致了環(huán)境環(huán)境污染和化石燃料的燃燒，這違背了我們的初衷。受自然界中光合作用的啟發(fā)，人們追求利用太陽(yáng)光作為能源，然后用光催化劑分解水反應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成氫能。目前這類(lèi)光催化材料中研究較多的是半導(dǎo)體光催化材料。

金屬硫化物是一種強(qiáng)有力的候選材料，得到了廣泛的研究。特別是，硫化鎘（CdS）因?yàn)槠漭^窄的帶隙值（2.4 eV）和合適的導(dǎo)帶電位，已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注。然而，純CdS顆粒傾向于聚集，形成大的顆粒，從而減少表面積和高的光誘導(dǎo)電子、空穴重組率。為了解決這些問(wèn)題，我們我們希望能限制CdS粒子的長(zhǎng)大及團(tuán)聚，從而提高CdS粒子的光催化活性。金屬有機(jī)骨架材料（MOFs）是一種由金屬離子與有機(jī)配體自組裝形成的新型網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的類(lèi)沸石材料。目前 MOFs 已被用到了多個(gè)不同的領(lǐng)域，如氣體分離與儲(chǔ)存、催化、藥物緩釋、化學(xué)傳感和熒光材料等。MOFs 做載體具有很多優(yōu)勢(shì)，比如高比表面積和分等級(jí)大小的孔結(jié)構(gòu)，有利于客體粒子的高度分散從而在催化中，MIL-101(Cr) 被認(rèn)為是一種非常有發(fā)展前景的載體。因此，我們提出了用雙溶劑法將CdS負(fù)載到MIL-101(Cr)孔道中，利用MOFs孔道提供的有限的空間作為一個(gè)微反應(yīng)器，來(lái)限制CdS粒子的長(zhǎng)大及團(tuán)聚，從而提高CdS粒子的光催化活性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有的純CdS粒子光催化劑易團(tuán)聚形成大的顆粒，從而減少表面積和高的光生電子、空穴重組率的問(wèn)題，而提供一種MIL-101(Cr)負(fù)載CdS制氫光催化劑的制備方法。

本發(fā)明的一種MIL-101(Cr)負(fù)載CdS制氫光催化劑的制備方法是按以下步驟完成的：

一、將活化好的MIL-101(Cr)分散到正己烷中，超聲分散15 min~20 min后轉(zhuǎn)移到磁力攪拌器上在攪拌速度為300r/min~400r/min下攪拌1h~2h；后滴加Cd(AC)₂水溶液，繼續(xù)攪拌2h~3h，再滴加Na₂S水溶液，持續(xù)攪拌10h~12h；離心得到沉淀，先用無(wú)水乙醇對(duì)沉淀物洗滌2次~3次，再用蒸餾水洗滌2次~3次，60℃~80℃真空干燥10h~12h得到MIL-101(Cr)負(fù)載CdS制氫光催化劑粗品；

步驟一中所述的活化好的MIL-101(Cr)的質(zhì)量和正己烷體積比為100mg：（20mL~25mL）；

步驟一中所述的Cd(AC)₂水溶液物質(zhì)的量濃度為0.7mol/L，所述的Cd(AC)₂水溶液加入的量為0.1mL~0.2mL；

步驟一中所述的Na₂S水溶液的物質(zhì)的量濃度為0.7mol/L，所述的Na₂S水溶液加入的量為0.1mL~0.2mL；