[發(fā)明專利]一種Cu（0）@ZIF-8催化劑的制備方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810063939.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN108380246A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何瑜;楊美玲;毛蜜;伍梓芃;宋功武;葛伊莉;周建剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J31/28
• 分類號(hào): B01J31/28;B01J35/10;C02F1/72;C02F101/38
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發(fā)明提供了一種Cu(0)@ZIF?8催化劑的制備方法及其應(yīng)用，包括如下步驟：將ZIF?8分散在溶劑中，再加入銅鹽溶液、表面活性劑及離子液體，劇烈攪拌，緩慢加入還原劑溶液，溶液逐漸由藍(lán)色變?yōu)樽厣掷m(xù)攪拌后變回藍(lán)色，得到固體，將所述固體洗滌離心，得到Cu(0)@ZIF?8催化劑；所述離子液體選自1?(4?磺酸基)丁基吡啶離子液體、1?丁基?3?甲基咪睉林四氫硼酸離子液體及1?烯丙基?3?甲基咪唑氯鹽離子液體；所述還原劑選自硼氫化鈉、水合肼及抗壞血酸。本發(fā)明得到的Cu(0)@ZIF?8催化劑具有較高的比表面積、高的熱穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，具備良好的催化效果并可循環(huán)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種Cu(0)@ZIF-8催化劑的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

金屬催化劑，尤其是貴金屬催化劑，由于具有獨(dú)特的光學(xué)、電化學(xué)、催化特性，引起了人們的巨大關(guān)注。貴金屬催化活性決定于納米顆粒的尺寸，形貌，分散度等因素。但是由于其昂貴的價(jià)格和有限的供應(yīng)，貴金屬很難大規(guī)模應(yīng)用與工業(yè)化生產(chǎn)。除了貴金屬，過渡金屬銅非常便宜并且來源廣泛，是一個(gè)不錯(cuò)的替代選擇。銅催化劑在許多應(yīng)用方面有不錯(cuò)的表現(xiàn)。但是金屬銅納米顆粒穩(wěn)定性有待提高，制備時(shí)容易聚集造成團(tuán)聚，并且在空氣或溶液中非常容易被氧化，在表面生成一層氧化物，降低其催化活性，從而限制了其應(yīng)用。

金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)是由含氧、氮等的多齒有機(jī)配體(大多為芳香多酸和多酸)與過渡金屬離子組裝而成的超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多孔晶體材料，作為一種新型功能性高分子材料具有多種優(yōu)點(diǎn)，如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多樣、物理化學(xué)性質(zhì)優(yōu)良、易設(shè)計(jì)組裝，成為微孔材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，多被廣泛應(yīng)用于吸附分離、磁性材料、氣體儲(chǔ)存、藥物運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。目前新型的MOFs多孔材料，能結(jié)合無機(jī)沸石材料的高穩(wěn)定性和MOFs的高孔隙率和有機(jī)功能，多被應(yīng)用到高效催化和分離過程。

美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)將苯酚和苯酚類化合物列為優(yōu)先控制污染物，其中對(duì)硝基酚(PNP)是高毒性、難降解、難治理的一類化合物，能夠持久保留在深層土壤和地下水中，生物體富集濃度大于10μmol/L時(shí)會(huì)改變細(xì)胞的代謝過程，十分不利于微生物、植物和動(dòng)物生長(zhǎng)。然而工業(yè)常用PNP作為低毒性對(duì)氨基酚的生產(chǎn)前體(4-AP)，染料、顯影劑、退熱藥、皮革防腐劑中間體，所以發(fā)展催化劑降解含對(duì)硝基酚廢水是對(duì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和人類健康非常重要的。常用的降解對(duì)硝基酚有吸附法、微生物降解、光催化降解、電化學(xué)處理法等，上述方法存在無法快速有效降解及二次污染的的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)背景技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明的主要目的在于提供一種Cu(0)@ZIF-8催化劑的制備方法及其應(yīng)用，得到Cu(0)@ZIF-8催化劑，該催化劑具有較高的比表面積、高的熱穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，具備良好的催化效果。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種Cu(0)@ZIF-8催化劑的制備方法，包括如下步驟：

將ZIF-8分散在溶劑中，再加入銅鹽溶液、表面活性劑及離子液體，劇烈攪拌，緩慢加入還原劑溶液，溶液逐漸由藍(lán)色變?yōu)樽厣掷m(xù)攪拌后變回藍(lán)色，得到固體，將所述固體洗滌離心，得到Cu(0)@ZIF-8催化劑；

所述離子液體選自1-(4-磺酸基)丁基吡啶離子液體、1-丁基-3-甲基咪睉林四氫硼酸離子液體及1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體；

所述還原劑選自硼氫化鈉、水合肼及抗壞血酸。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述銅鹽選自硝酸銅，氯化銅和硫酸銅。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述表面活性劑選自苯磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉及月桂酰基谷氨酸。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述溶劑為醇類溶劑。