[發明專利]一種Fe2

在審

• 申請號: 202110689394.6
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113368902A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 張鳳鳴;吳迪;唐洪亮;丁為民
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J31/02;B01J37/10;B01J37/34;B01J37/02;C01B32/40
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本發明屬于金屬?有機框架材料催化劑領域，具體為一種Fe₂Co?MOFs（PCN?250?Fe₂Co）裝載離子液體（ILs）CO₂還原光催化劑的制備,它涉及一種CO₂還原光催化劑的制備方法。本發明的主要目的是要解決現有的PCN?250?Fe₂Co材料吸附CO₂能力弱，光催化CO₂還原活性低的缺點。方法：一、利用水熱反應制備PCN?250?Fe₂Co金屬有機框架材料；二、通過機械法將離子液體裝載到PCN?250?Fe₂Co孔道中制備得到CO₂還原光催化劑ILs@PCN?250?Fe₂Co。本發明制備的ILs@PCN?250?Fe₂Co在300W氙燈可見光的波長范圍照射下CO₂還原為CO速率最高可以達到501.8μmolg^?1h^?1。本發明可以獲得一種PCN?250?Fe₂Co裝載ILs光催化CO₂還原催化劑的制備方法。

技術領域

本發明屬于金屬-有機框架材料催化劑領域，具體涉及一種ILs@PCN-250-Fe₂Co復合材料的制備及光催化CO₂還原為CO。

背景技術

第二次工業革命以來，化石燃料被廣泛的開發和利用，導致了空氣中溫室氣體（以CO₂為主）濃度越來越高，由此引發一系列的能源問題與環境問題。受到植物光合作用啟發，利用太陽光將二氧化碳還原為有價值的含碳燃料引起科學家們的廣泛關注。因此，制備一些結構穩定，二氧化碳吸附能力強，具有有效的電子傳輸性能的光催化劑具有十分光明的前景。

金屬有機框架(MOFs)因其多孔結構、優異的比表面積、可調的孔道結構等優點，在不同領域都有廣泛的應用，如熒光、傳感、載藥、氣體儲存、催化等。我們希望利用具有大比表面積、高穩定性和優異催化活性的MOFs材料PCN-250-Fe₂Co作為光催化劑載體，實現高效人工光合成CO₂還原為CO等含碳燃料，但是單獨的PCN-250-Fe₂Co材料在光催化進程中對于CO₂的吸附量較差，阻礙了其催化效果。而咪唑類離子液體（ILs）能夠富集CO₂，將ILs與PCN-250-Fe₂Co材料復合可以有效增強PCN-250-Fe₂Co材料對CO₂的吸附能力。因此我們將PCN-250-Fe₂Co與ILs兩相結合，構筑具有主客體協同催化作用的光催化劑，大大提高PCN-250-Fe₂Co材料的人工光催化CO₂還原活性的目的。

發明內容

本發明的目的在于解決現有的純MOFs材料對CO₂吸附能力較弱，制約光催化CO₂還原能力的問題，構筑的具有主客體協同作用的ILs@PCN-250-Fe₂Co有良好的二氧化碳吸附和活化能力，能夠光催化CO₂還原為CO，可作為光催化劑。

本發明的一種PCN-250-Fe₂Co裝載ILs光催化CO₂還原催化劑的制備方法是按以下步驟完成的：

一、將PCN-250-Fe₂Co置于無水乙醇中，在超聲頻率為35~45KHz超聲分散20 min~30 min后轉移到磁力攪拌器上，在攪拌速度為350r/min~400r/min下攪拌1h~2h；然后緩慢滴加ILs，繼續攪拌8h~10h，得到ILs@PCN-250-Fe₂Co復合材料；