[發明專利]一種高效產甲烷的共價三嗪有機聚合物光催化劑及其制備與應用

有效

• 申請號: 201811143362.0
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109261203B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 畢進紅;舒旭鵬;黃惠敏;李留義;吳棱
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J37/08;C07C1/02;C07C9/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種共價三嗪有機聚合物光催化劑在可見光光催化還原二氧化碳為甲烷中的應用，其特征在于：共價三嗪有機聚合物光催化劑是以棒狀二氧化硅作為模板，將其與共價三嗪有機聚合物混合，采用退火法合成；共價三嗪有機聚合物光催化劑的制備方法包括以下步驟：

（1）共價三嗪有機聚合物的制備：

在0 ℃條件下，將40 mL三氟甲烷磺酸緩慢加入到5.12 g對苯二甲腈中，更換油浴并升溫至30 ℃，靜置3天后，所得固體攪碎，用100-160 mL二氯甲烷沖洗過濾，再用氨水洗滌，然后加入150-200 mL氨水充分攪拌12 h，水洗離心至中性，再用甲醇清洗離心一次；將得到的固體沉淀用甲醇在80-100 ℃條件下回流10-30 h，再用二氯甲烷在60-80 ℃條件下回流10-30 h，收集固體并在80 ℃真空干燥12 h，得到共價三嗪有機聚合物；

（2）棒狀二氧化硅的制備：

將0.7-0.8 g的三嵌段共聚物F127、1.8-2.0 g十六烷基三甲基溴化銨加入到180 mL濃度為0.9-1wt.%的氨水溶液中，在攪拌條件下滴入6-8 mL的正硅酸乙酯，充分反應2-4 h后水洗，然后在鹽酸和乙醇的混合溶液中回流2-4 h，將得到的固體加水配制成25-30 mg/mL的懸液；然后取60 mL上述懸液，加入到1200 mL、5 mg/mL的聚醚酰亞胺溶液中，90 ℃條件下反應2-4 h，待冷卻至室溫后將得到的固體進行水洗，真空干燥后置于550 ℃下煅燒2-4h，得到棒狀二氧化硅；

（3）共價三嗪有機聚合物光催化劑的制備：

分別稱取0.1-0.2 g棒狀二氧化硅和0.3-0.4 g共價三嗪有機聚合物，將其混合于10-20 mL蒸餾水中，在70-90 ℃油浴條件下加熱蒸干；將所得固體研磨后置于管式爐中，在氮氣氣氛中于400-550 ℃下熱處理1-2 h；待冷卻至室溫后將固體樣品置于10wt.%的氫氟酸溶液中，在65-85 ℃下攪拌4 h，經水洗離心后在60 ℃下烘干；將干燥后的樣品用甲醇在80-100 ℃條件下回流10-30 h，收集固體并在60 ℃干燥12 h，即得到所述共價三嗪有機聚合物光催化劑。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：步驟（2）所述混合溶液中鹽酸和乙醇的體積比為1:20。