本发明专利技术提供了一种SAPO-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂及其制备方法和应用，属于光催化技术领域。本发明专利技术的催化剂是以SAPO-5分子筛为载体，活性组分为CuO、NiO、MgO、Fe2O3中的一种，金属氧化物的质量百分含量为0.01-20%，金属氧化物的粒径为1-20nm。催化剂的制备采用简单的一步原位水热法，该催化剂用于光催化CO2还原。本发明专利技术的催化剂以分子筛为载体，增大了催化剂的比表面积及对CO2的吸附能力，活性组分的利用率高，另外分子筛为二维纳米片，有利于电子迁移，显著提高了光催化CO2还原的活性，并且制备方法简单易行，原料便宜，有利于大规模推广。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种SAPO-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂及其制备方法和应用，属于光催化
。本专利技术的催化剂是以SAPO-5分子筛为载体，活性组分为CuO、NiO、MgO、Fe2O3中的一种，金属氧化物的质量百分含量为0.01-20%，金属氧化物的粒径为1-20nm。催化剂的制备采用简单的一步原位水热法，该催化剂用于光催化CO2还原。本专利技术的催化剂以分子筛为载体，增大了催化剂的比表面积及对CO2的吸附能力，活性组分的利用率高，另外分子筛为二维纳米片，有利于电子迁移，显著提高了光催化CO2还原的活性，并且制备方法简单易行，原料便宜，有利于大规模推广。【专利说明】—种SAP0-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂
本专利技术属于能源环境中的光催化
，具体涉及一种SAP0-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
传统化石能源短缺及其利用过程中所带来的温室气体排放等问题，是人类社会所面临和亟待解决的问题。以CO2为原料，模拟自然界中光合作用过程，利用太阳能将其通过光化学途径转换为可被利用的燃料和化工原料，是解决上述问题的理想途径。目前，光还原CO2的材料有，Ti02、CdS、ZnGa204、Zn2Ge04等，这类半导体材料对CO2的吸附能力差，另一类是金属有机框架材料，利用其对CO2强的吸附能力，但是稳定性不好，因此，光还原CO2上的效率无法得到突破。具有骨架结构的分子筛材料，具有独特的结构特点，有望发展成为一类有效CO2还原材料。分子筛中有许多有规则的孔道和空腔，巨大的比表面积，稳定骨架结构，使得分子筛不仅成为优良的吸附剂，还是有效的催化剂或者催化剂的载体；分子筛内外表面暴露的金属通过后处理或修饰等方法使其具有碱性，有利于CO2分子的吸附。已有报道过渡金属修饰的分子筛对光催化CO2还原有活性,Anpo等人c/ Photochem.Photob1l.C:Photochem.Rev., 2003, 3，225-252)的研究表明，过渡金属Ti修饰的分子筛内孔道表面存在着高度分散的T1-O单元，因此具有更好的光催化还原CO2的能力。Frei等(J.Am.Chem.Soc., 2005, 127(6): 1610-1611)利用双金属如 Ti/Cu 以及 Ti/Sn 等修饰分子筛，通过提高催化剂的光吸收以及利用双金属之间的协同效应，在一定程度上提高了这些催化剂还原CO2的效率。尽管如此，过渡金属修饰的分子筛作为光催化材料有着由其本身结构所决定的无法祢补的缺点:一是光利用率尤其是对可见光利用率低；二是分子筛上活性位点一孤立的金属位点的激发困难。这两个不足可以通过半导体材料进行改善，集合半导体和分子筛材料的优点，将半导体与分子筛材料进行复合可能为CO2的光还原提供一条有效的出路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种SAP0-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂及其制备方法和应用。在合成过程中以分子筛为载体，制备出大比表面、小颗粒的负载型光催化剂，提高活性组分的利用率，增大了催化剂对CO2的吸附能力，提高了催化剂对CO2的还原活性。该制备方法简单易行、不需要复杂昂贵的设备、合成条件温和，同时可以方便改变金属氧化物、调节不同金属氧化物的含量。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种SAP0-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂是以SAP0-5分子筛为载体,金属氧化物为活性组分的负载型光催化剂。 所述的金属氧化物为Cu0、Ni0、Mg0、Fe203中的一种。 所述的SAP0-5分子筛为二维纳米片，厚度为1-3 nm。 金属氧化物的质量百分含量为0.01-20%，金属氧化物的粒径为1-20 nm。 以拟薄水铝石为铝源，磷酸为磷源，正硅酸乙酯为硅源，三乙胺为模板剂，采用简单的一步原位水热法制备所述的SAP0-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂。 包括以下步骤:按三乙胺、Al203、P205、Si02、H20的摩尔比为 1.2:1.0:1.0:0.4:60，将三乙胺、拟薄水铝石、磷酸、正硅酸乙酯和去离子水混合均匀，老化1-2天；加入硝酸镁、硝酸镍、硝酸铜或硝酸铁，老化1-3天；然后装入密闭反应釜中160-200°C晶化12-36 h，所得产物水洗烘干，500-700°C煅烧2-10 h，即得所述的SAP0-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂。 所述的光催化剂用于光催化CO2还原反应。 本专利技术的显著优点在于:(O常规方法合成出来的SAP0-5均为较大颗粒，比表面积小，但本专利技术的制备方法制得的SAP0-5分子筛为二维纳米片，厚度约为1-3 nm。可以提高比表面积，这种二维结构有利于电子迁移，提高催化剂的活性；(2)本专利技术与以往负载型分子筛催化剂的制备方法不同:常规方法主要是在分子筛载体表面通过浸溃还原法、沉积沉淀法，但本专利技术的制备方法为原位水热法，制得的催化剂中金属氧化物颗粒较小，均匀，所制备的金属氧化物粒径为1-20 nm，在载体表面分散性好，没有团聚现象，且容易控制金属氧化物的尺寸；(3)本专利技术的制备方法在负载量很高的情况下，金属氧化物颗粒依然保持较小的尺寸，这就可以保证活性组分具有较高的比表面积，提高活性组分的利用率，从而使制备的催化剂具有很好的光催化活性；(4)本专利技术的制备方法简单易行，有利于大规模的推广。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的SAP0-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂的TEM图。 图2是本专利技术的SAP0-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂还原CO2的活性图。 图3是本专利技术的SAP0-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂对CO2的吸附图。 【具体实施方式】 本专利技术的具体步骤为: 按照三乙胺、Al2O3' P205、Si02、H2O的摩尔比为1.2:1.0:1.0:0.4:60，将三乙胺、拟薄水铝石、磷酸、正硅酸乙酯、去离子水混合均匀，老化1-2天，再将0.01-1.0 g硝酸镁、硝酸镍、硝酸铜或者硝酸铁加入到以上溶液中，老化1-3天。然后装入密闭反应釜中160-200°C晶化12-36 h，将所得到的催化剂水洗烘干，最后在500-700°C煅烧2-10 h，即可得到负载型的SAP0-5分子筛催化剂。 以下是本专利技术的几个实施例，进一步说明本专利技术，但是本专利技术不仅限于此。 实施例1SAP0-5分子筛负载的金属氧化镍光催化剂的制备以拟薄水铝石为铝源，磷酸(85% )磷源，正硅酸乙酯为硅源，三乙胺为模板剂。按照三乙胺、Al203、P205、Si02、H20的摩尔比为1.2:1.0:1.0:0.4:60，将三乙胺、拟薄水铝石、磷酸、正硅酸乙酯、去离子水混合均匀，老化I天，再将0.60 g硝酸镍加入到以上溶液中，老化2天。然后装入密闭反应釜中200°C晶化24 h，将所得到的催化剂水洗烘干，最后在600°C煅烧6 h，即可得到负载型的SAPO-5分子筛催化剂。图1展示了用本制备方法所合成的SAPO-5分子筛负载金属氧化镍光催化剂的透射电镜图，从图中可以发现所制备的分子筛为二维纳米片，金属氧化物颗粒均匀负载分子筛表面。 按照上述步骤，通过改变不同的硝酸盐前驱体，可制备不同负载型催化剂。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种SAPO‑5分子筛负载金属氧化物的光催化剂，其特征在于：所述光催化剂是以SAPO‑5分子筛为载体，以金属氧化物为活性组分的负载型光催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王绪绪，祝淑颖，梁诗景，付贤智，戴文新，陈旬，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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