[發(fā)明專利]一種雙功能光催化劑的制備方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010510181.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN111659467A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶工商大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J31/22
• 分類號(hào): B01J31/22;B01J37/34;B01D53/86;B01D53/56;C01B3/04
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本發(fā)明提供一種不含貴金屬的鈷肟與金屬有機(jī)框架NH₂?MIL?125耦合而成的新型雙功能光催化劑及其制備方法，屬于催化材料和納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域。首先通過一種簡單便捷的方法制備了具有不同Co(dmgH)₂含量的雙功能NH₂?MIL?125/Co(dmgH)₂復(fù)合催化劑，該催化劑可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)光催化NO去除和制氫。通過SEM，XRD，F(xiàn)T?IR等對(duì)復(fù)合催化劑的相應(yīng)理化性質(zhì)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，與Pt等稀有金屬相比，無貴金屬Co(dmgH)₂便宜易得，可以作為一種有效的助催化劑，加速光生電子?空穴對(duì)的分離，進(jìn)而提高光催化效率。該方法有望成為一種利用金屬有機(jī)骨架制備無貴金屬分子配合物的新方法，同時(shí)提高光催化脫氮和產(chǎn)氫性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化材料和納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙功能光催化劑的制備方法及其應(yīng)用

背景技術(shù)

過度依賴化石燃料來滿足當(dāng)前的能源需求正在導(dǎo)致空氣污染(NOx，SOx)和能源短缺，這是應(yīng)解決的兩個(gè)主要問題。可以通過采用消除空氣污染物的“末端治理”方法和采用清潔能源代替化石燃料的“源頭控制”方法解決上述問題。氮氧化物(NO_x，x＝1或2)是空氣污染的主要原因之一，會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題，例如酸雨，富營養(yǎng)化和煙霧等。隨著人們對(duì)嚴(yán)重空氣污染問題的日益關(guān)注，如何有效地去除氮氧化物已成為一個(gè)熱門話題。已經(jīng)采用了許多技術(shù)來去除氮氧化物，例如熱催化，光催化和電催化。與電催化的能耗消耗和熱催化的不安全性相比，光催化去除氮氧化物是一種相對(duì)高效且節(jié)能的技術(shù)。但是，消除氮氧化物只是被稱為“末端治理”的治標(biāo)方法。為了有效解決當(dāng)前的環(huán)境問題，我們還必須從“源頭控制”方法入手。氫氣是一種清潔能源，其燃燒產(chǎn)物僅是水，不會(huì)造成二次污染。當(dāng)前許多氫氣生產(chǎn)技術(shù)，例如甲烷蒸汽重整和煤氣化，通常都有或多或少的缺點(diǎn)。在各種氫分解策略中，太陽能分解水被認(rèn)為是最有前途的方法，因?yàn)樗梢岳萌≈槐M的太陽能直接將水轉(zhuǎn)化為氫氣。在很大程度上，重要的是要依靠高效且廉價(jià)的光催化劑才能成功地將太陽能轉(zhuǎn)化為氫氣。由于光吸收能力弱，光響應(yīng)范圍窄以及電子-空穴復(fù)合快，當(dāng)前的光催化材料的轉(zhuǎn)換效率仍然較低。因此，尋找一種可以有效消除氮氧化物并同時(shí)產(chǎn)生氫氣的高效光催化劑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，這為解決“末端治理”和“源頭控制”提供了另一種策略。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種雙功能光催化劑的制備。制備方法和實(shí)驗(yàn)操作簡單，條件溫和，設(shè)備要求低，獲得的光催化劑具有低毒性，是一種環(huán)保簡易的制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供由上述制備方法得到NH₂-MIL-125/Co(dmgH)₂光催化劑。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述NH₂-MIL-125/Co(dmgH)₂光催化劑的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可以通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種雙功能光催化劑的制備方法，所述方法包括步驟：

向乙醇中添加CoCl₂·6H₂O，然后通過超聲將CoCl₂·6H₂O溶解以獲得溶液A。在另外的乙醇中添加丁二酮肟和NaOH，通過超聲處理獲得溶液B。在攪拌下，首先將NH₂-MIL-125粉末添加到乙醇中，添加適量溶液A并超聲處理。然后將適量溶液B緩慢滴入充分?jǐn)嚢璧膽腋∫褐小Ｔ谑覝叵聰嚢枰欢螘r(shí)間后，將其用去離子水洗滌，然后用乙醇洗滌，最后在真空烘箱中干燥過夜，進(jìn)而得到催化劑碳NH₂-MIL-125/Co(dmgH)₂。

具體地，制備NH₂-MIL-125/Co(dmgH)₂時(shí)，所述CoCl₂·6H₂O的質(zhì)量為100mg,乙醇的體積為10mL，獲得溶液A。