[發明專利]一種類石墨相氮化碳/MOFs催化材料的制備方法

有效

• 申請號: 201910974666.X
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110721750B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 周英棠
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: B01J31/28
• 分類號: B01J31/28;B01J31/22;B01J27/24;C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及光催化材料領域，尤其涉及一種類石墨相氮化碳/MOFs催化材料的制備方法。所述制備方法包括：將富氮有機物作為載體置于容器中，持續通氣，并預熱至負載溫度并保持；將有機銀和有機銅混合均勻并加熱至其活化溫度，隨后以惰性氣體作為載氣將其載入容器中，使得銀和銅負載于載體上，形成前驅體；將前驅體加入至MOFs分散液中混合均勻并對進行水熱負載，過濾得到復合前驅體；對復合前驅體進行煅燒后即得到類石墨相氮化碳/MOFs催化材料。本發明制備方法簡單易操作，對設備需求低；能夠制備得到具有較高粗糙度、比表面積更大的光熱轉化催化材料；所制得的催化材料具有良好的光熱轉化催化性能、能夠有效用于海水蒸發。

技術領域

本發明涉及光催化材料領域，尤其涉及一種類石墨相氮化碳/MOFs催化材料的制備方法。

背景技術

地球約有四分之三的面積被水覆蓋著，但絕大部分是海水，與人類生活密切相關的淡水資源卻極其缺乏，海水淡化是未來解決淡水資源問題的重要途徑之一，傳統的蒸餾以及反滲透膜過程是研究與應用最廣泛的海水淡化技術。受自然界水循環過程的啟發，利用太陽光驅動水蒸發獲得清潔淡水受到了人們的廣泛關注。

最近，通過光熱轉化來實現海水蒸餾的研究炙手可熱。該技術有望作為一種應急手段應用在海難、野外求生、或欠發達地區個人生存等條件下。在自然蒸發條件下，但太陽光的利用率較低，實際蒸發較慢。本發明將具有良好光吸收和光熱轉化能力的光熱膜材料應用到太陽光驅動蒸發體系中，以提高蒸發效率。前期研究表明具有可控微結構的粗糙表面能夠有效降低對光的漫反射率，實現太陽光全波段的有效吸收，有利于實現高效的水蒸發。然而，表面微結構的構筑方式較為復雜，往往需要特殊設備或手段輔助完成，增加了膜材料制備難度及成本。如果利用簡單及低成本是制備材料的首要問題。

如中國專利局于2019年4月5日公開了一種MOFs/CNT光催化劑及制備方法的發明專利申請，申請公開號為CN109569726A，其將多壁碳納米管加入MOFs的金屬鹽溶液中，采用水熱法于180-190℃反應制得，合成的MOFs/CNT再采用熱處理的方法進行純化和活化。該技術方案通過簡單的水熱法快速制備了一種具備光催化性能的材料，氮氣對太陽光的吸收效率有限，并且難以利用與水蒸發。

又如中國專利局于2015年6月24日公開的一種CuS/g-C₃N₄納米球花復合物催化劑的制備方法的發明專利申請，申請公開號為CN104722326A，其具體制備步驟包括：1）分別稱取醋酸銅，乙酰丙酮和氯化硫，g-C₃N₄于燒杯中，加入無水乙醇超聲攪拌5～20min；2）分別將得到的乙酰丙酮-乙醇溶液，氯化硫-乙醇溶液加到醋酸銅-乙醇溶液，然后將g-C₃N₄-乙醇溶液加到上述混合溶液后，超聲；3）將混合溶液轉移至聚四氟乙烯反應釜中，烘箱中加熱，醇洗沉淀，烘干即可得到。其同樣提供了一種光催化材料，但其主要目的在于提高光催化劑的穩定性，其在水蒸發領域中并沒有強烈的需求性，本身海水對光催化材料的毒性便不強，而其也并未對光催化蒸發海水性能進行改善。

發明內容

為解決現有技術中具有光熱轉化能力的光催化劑對太陽光的吸收有限，用于水蒸發時性能受材料本身性能的限制，而部分表面微結構復雜的光催化材料制備難度大、成本高，且對設備需求較大等問題，本發明提供了一種類石墨相氮化碳/MOFs催化材料的制備方法。其目的在于：一、提高催化材料的光熱轉化效率；二、具有良好的性能穩定性；三、能夠以簡單、低成本的方法制備得到具有復雜微觀結構的催化材料；四、降低制備過程對設備的需求；五、能夠有效地用于海水蒸發。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案。

一種類石墨相氮化碳/MOFs催化材料的制備方法，

所述制備方法包括以下制備步驟：

1）將富氮有機物作為載體置于容器中，持續通惰性氣體，并進行升溫預熱至負載溫度并保持；