[發明專利]一種核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑的合成方法及應用

在審

• 申請號: 201711295786.4
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108043443A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 劉靜;雷建都
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/10;B01J37/03;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/72
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一種核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑的合成方法及應用，屬于催化劑合成技術領域。先通過水熱法制備核殼型ZnO/ZIF?8，再經過高溫焙燒得到核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑，該催化劑可以應用于噻吩類硫化物的光催化吸附脫硫反應。本發明以ZnO為內核，一方面作為載體，另一方面為ZIF?8外殼的合成提供Zn源；該核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑制備方法簡單，催化活性強，催化劑穩定性好，同時具備光催化和吸附作用，有望實現工業應用。

(一)技術領域

本發明涉及一種核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑的合成方法及應用，屬于催化劑合成技術領域。

(二)背景技術

氧化鋅(ZnO)是一種直接寬帶隙半導體，可有效地被紫外光(≤368nm)激發，因而呈現出良好的光催化活性，目前已被廣泛應用在磁、光、電和催化等領域。作為分子組成簡單的一類無機氧化物，ZnO具有無毒、原料易得、制備成本低和生物相容性良好等優點，比廣泛研究的TiO2表現出更高的光催化活性和量子產率，被認為是極具應用前景的高活性光催化劑之一。

ZIF-8是是采用二價鋅鹽和2-甲基咪唑合成的具有沸石方鈉石拓撲結構的一種金屬有機骨架材料(MOFs)，具有很好的熱穩定性和化學穩定性，已廣泛應用于氣體吸附、催化、藥物載體等領域。

本發明合成了一種核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑，以ZnO為內核，使ZIF-8在其表面生長，得到核殼型ZnO/ZIF-8，然后通過熱解，獲得核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑，再對噻吩類硫化物進行光催化吸附脫硫反應。

(三)發明內容

本發明一種核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑的合成方法及應用，具體包括以下步驟：

(1)稱取3～7mmol的ZnO粉末、2～6mmol的2-甲基咪唑和10～50ml的二甲基甲酰胺水溶液，二甲基甲酰胺和去離子水的體積比為1:1～5:1，混合均勻，在溫度為50～90℃下水熱處理8～24h后，進行離心處理，得到沉淀物。

(2)將步驟(1)得到的沉淀物用乙醇洗滌2～4次，然后在溫度為40～80℃下真空干燥4～8h，即得到核殼型ZnO/ZIF-8。

(3)將步驟(2)得到核殼型ZnO/ZIF-8放入馬弗爐中，在500～900℃下焙燒1～3h，冷卻到室溫后，用去離子水洗滌2～4次，然后在溫度為40～80℃下真空干燥4～8h，即得核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑。

本發明一種核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑可以應用于噻吩類硫化物的光催化吸附脫硫反應。

本發明的優點在于：

1、本發明提出的一種核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑的合成方法及應用，以ZnO為內核，一方面作為載體，另一方面為ZIF-8外殼的合成提供Zn源。

2、本發明提出的一種核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑的合成方法及應用，該光催化劑制備方法簡單，催化活性強，催化劑穩定性好，同時具備光催化和吸附作用，有望實現工業應用。

(四)附圖說明

圖1：本發明提出的一種核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑的合成方法及應用的工藝流程圖。

(五)具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施例來詳述本發明的技術特點，如圖1所示。

實施例1：

本發明一種核殼型ZnO/ZnO@NC光催化劑的合成方法及應用，具體包括以下步驟：