[發(fā)明專利]一種多孔NH2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911254985.X
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN111111781B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李忠玉;趙彩霞;姜海倫;王曉紅;徐松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J31/22
• 分類號(hào): B01J31/22;B01J37/08;B01J37/10;B01J37/34
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

本發(fā)明涉及采用銀催化脫羧法制備具有多孔結(jié)構(gòu)的NH₂?UiO?66?d，然后利用原位水熱法，得到NH₂?UiO?66?d/硫化銦鋅復(fù)合可見光催化劑。本發(fā)明的有益效果是：該制備方法成本低，可重復(fù)性高，且制備條件溫和可控，所制備的NH₂?UiO?66?d/硫化銦鋅復(fù)合可見光催化劑為綠色環(huán)保光催化劑，多孔結(jié)構(gòu)的NH₂?UiO?66?d與硫化銦鋅復(fù)合可有效提高光催化產(chǎn)氫活性，在光催化水解產(chǎn)氫領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多孔NH₂-UiO-66-d/硫化銦鋅復(fù)合可見光催化劑的制備方法，屬于光催化納米材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展，能源與環(huán)境問題日益嚴(yán)重，而氫能源因?yàn)榍鍧崱⒏咝?，易?chǔ)存運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是新世紀(jì)最理想的綠色能源。光催化技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的可以利用太陽(yáng)能進(jìn)行環(huán)境凈化和能源轉(zhuǎn)化的新技術(shù)。四十多年來，隨著對(duì)光催化技術(shù)的不斷深入探究，各種光催化材料被測(cè)試分析。在所有已經(jīng)報(bào)道的光催化劑中，硫化銦鋅價(jià)廉易得，并且具有與可見光吸收相對(duì)應(yīng)的合適的帶隙（2.34-2.48 eV）。硫化銦鋅具有可見光驅(qū)動(dòng)降解活性，并顯示出較高的化學(xué)穩(wěn)定性。然而，光生載流子的分離效率低、光腐蝕嚴(yán)重等問題制約了其在光催化領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。

近年來，金屬有機(jī)框架（MOF）因其具有超高比表面積，多孔性和可調(diào)控結(jié)構(gòu)等性質(zhì)，在氣體儲(chǔ)存與分離、藥物輸送、多相催化等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。尤其在光催化領(lǐng)域，將MOF與半導(dǎo)體復(fù)合，可有效提高光催化劑表面積，一方面可使半導(dǎo)體暴露更多的活性位點(diǎn)，另一方面有利于提高光生載流子的分離效率。但是大多數(shù)MOF存在水熱穩(wěn)定性不高等問題，限制了其在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用，而UiO-66由于具有較高配位數(shù)，其水熱穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。為了進(jìn)一步拓展UiO-66在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用，科研工作者嘗試對(duì)UiO-66實(shí)施一系列修飾策略，比如金屬中心離子或配體替換、與半導(dǎo)體復(fù)合、與金屬納米顆粒復(fù)合等，在這里我們采用銀催化脫羧的方法，對(duì)NH₂-UiO-66進(jìn)行后合成修飾，通過增大其孔隙率，加快光生電子轉(zhuǎn)移速度，以提高光催化產(chǎn)氫活性。

本專利先采用溶劑熱法制備NH₂-UiO-66，然后利用銀催化脫羧的方法制備多孔結(jié)構(gòu)的NH₂-UiO-66-d，最后在硫化銦鋅前驅(qū)液中加入NH₂-UiO-66-d粉末，通過原位水熱法得到NH₂-UiO-66-d/硫化銦鋅復(fù)合可見光催化劑，該催化劑在光催化水解產(chǎn)氫技術(shù)中具有重要應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：基于上述問題，本發(fā)明提供制備一種新型高效NH₂-UiO-66-d/硫化銦鋅復(fù)合可見光催化劑的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種NH₂-UiO-66-d/硫化銦鋅復(fù)合可見光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）NH₂-UiO-66的制備：將氯化鋯與2-氨基對(duì)苯二甲酸溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，磁力攪拌溶解后，將該溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯中，置于鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，待水熱釜冷卻至室溫后，以N,N-二甲基甲酰胺和無水甲醇為洗滌劑，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行離心洗滌，得到NH₂-UiO-66。

（2）NH₂-UiO-66-d的制備：將硝酸銀與過硫酸鉀溶解于乙腈中，超聲溶解后，將制得的NH₂-UiO-66加入上述溶液中，在150℃下油浴40分鐘，然后將反應(yīng)器迅速放入冰水混合物中，一段時(shí)間后，以去離子水和乙醇為洗滌劑，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行離心洗滌，得到多孔NH₂-UiO-66，即為NH₂-UiO-66-d。