[發明專利]一種MOFs衍生蛋黃-殼型銅錳復合雙金屬氧化物及其制備方法

有效

• 申請號: 202010112557.X
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111215092B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 李映偉;崔志銘;房瑞琪
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/00;B01J35/04;B01J37/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;馮振寧

本發明公開了一種MOFs衍生蛋黃?殼型銅錳復合雙金屬氧化物及其制備方法。該方法包括：將混合有機配體和堿助劑加入水中，分散均勻，得到有機配體溶液；將CuSO₄·5H₂O和MnSO₄·H₂O溶于水中得到金屬鹽溶液；將金屬鹽溶液加入有機配體溶液，攪拌得Cu?Mn?BDC懸濁液，過濾，烘干，干燥，得Cu?Mn?BDC材料；將Cu?Mn?BDC材料煅燒，得到蛋黃?殼型銅錳復合雙金屬氧化物。本發明以雙金屬MOFs材料為前驅體，通過自模板法一步煅燒MOFs材料制備蛋黃?殼型銅錳復合雙金屬氧化物，操作簡便；同時由于缺陷配體的引入，豐富了材料的孔結構；該材料在光催化產氫中表現出較高的催化性能，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及MOFs材料衍生物的領域，具體涉及一種MOFs衍生蛋黃-殼型銅錳復合雙金屬氧化物及制備方法。

背景技術

金屬有機框架材料（簡稱MOFs材料）是近年來迅速興起并持續發展的一類多孔功能材料，是由金屬離子或金屬團簇與有機配體通過配位鍵自組裝形成的具有微孔網絡結構的類沸石材料。這類材料具有超高的比表面，規整的孔結構，以及可控的孔徑和表面化學基團修飾等優點。MOFs材料經煅燒氧化可制備具有良好熱穩定性和化學穩定性的金屬氧化物材料，這類衍生材料在煅燒過程中容易產生缺陷氧空位，有利于催化氧化的進行，在催化領域具有廣闊的應用前景。

目前面臨的主要問題之一是：現階段制備MOFs衍生蛋黃-殼型材料的方法，前驅體一般通過刻蝕法、外加模板法、外延生長法等途徑合成，步驟較為復雜，條件苛刻，一定程度上限制了此類MOFs衍生材料在催化領域中的應用。例如，Li等人使用ZIF-67@ZIF-8為模板，通過水熱刻蝕法和軟模板法制備蛋黃-殼型Co@CN材料，制備步驟多，較為復雜（H.R. Chen,K. Shen, Q. Mao, J.Y. Chen, Y.W. Li, Nanoreactor of MOF-Derived Yolk?ShellCo@C?N: Precisely Controllable Structure and Enhanced Catalytic Activity, ACSCatal. 2018, 8, 1417?1426）。此外，對于利用MOFs材料為前驅體制備具有空腔結構的雙金屬氧化物的工作，較為少見。例如，Cai等人在有機溶液體系中合成Cu-abtc類MOFs材料，隨后在700 ℃空氣下煅燒制備空心氧化銅材料，該材料為單金屬單層空心氧化物，組分與形貌可調控性較低，且在合成條件中利用有機溶劑且較高溫度煅燒，環境與能源因素上具有局限性（H.J. Peng, G.X. Hao, Z.H. Chu, C.L. He, X.M. Lin, Y.P. Cai,Mesoporous spindle-like hollow CuO/C fabricated from a Cu-based metal-organicframework as anodes for high-performance lithium storage, Journal of Alloysand Compounds, 727 (2017), 1020-1026）。因此，尋求制備MOFs衍生蛋黃-殼型材料的簡便且環境友好的方法，是材料研究工作者的一個挑戰，也是社會發展需求向MOFs材料領域提出的更高要求。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種MOFs衍生蛋黃-殼型銅錳復合雙金屬氧化物及其制備方法。

本發明的目的至少通過如下技術方案之一實現。

本發明提供的一種MOFs衍生蛋黃-殼型銅錳復合雙金屬氧化物的制備方法，包括下述步驟：

（1）將混合有機配體和有機堿助劑加入蒸餾水中，超聲溶解，得到有機配體溶液；將CuSO₄·5H₂O和MnSO₄·H₂O溶于蒸餾水中，超聲溶解，得到金屬鹽溶液；