本发明专利技术公开了一种Pd/金属有机骨架化合物催化剂及其制备方法和应用，将MIL-100(Fe)分散在乙醇-水的混合溶液中，不断搅拌下加入聚乙烯吡咯烷酮与H2PdCl4，随后进行90℃油浴回流3h。期间Pd2+可以被乙醇逐渐还原，得到Pd/MIL-100(Fe)复合材料。本发明专利技术利用简单、温和的乙醇还原贵金属方法，在具有超大比表面积的MIL-100(Fe)上生长高分散的贵金属Pd纳米颗粒，整个过程不需要惰性气氛、强还原剂和热处理过程。制备的Pd纳米颗粒分散性好，利用率高，并且具有高效的室温光催化降解水环境中的药物与个人护理用品或者染料的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能源、环境治理中的催化
，具体涉及。
技术介绍
金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)材料是对一类以金属阳离子为节点、具有多齿配位的有机配体为连接体的微孔-介孔金属有机配位聚合物的总称。MOFs材料作为多孔材料的新生代生力军，在拥有与传统多孔材料共同的特征一一多孔性的同时，MOFs材料自身的特点，如孔道可剪裁、可修饰性，金属中心赋予的功能性，不饱和金属位点以及动态框架结构等等使得MOFs材料在气体储存分离，药物输送，光、电、磁学以及光催化等等诸多方面拥有巨大的应用前景。近年来，以MOFs材料为基础的光催化技术受到人们的广泛关注。然而，结合光催化应用的实际情况，我们发现目前研宄的以MOFs材料为基础的光催化技术仍然存在着光生载流子分离效率低高与太阳能利用率较低的许多问题。为进一步优化MOFs光催化剂的性能，许多功能性的实体被引入到MOFs中，例如金属氧化物、碳材料与贵金属。其中Au、Pd、Ag和Pt等贵金属具有优良的电学、催化等性能，在基础研宄和实际应用领域具有巨大价值而成为目前研宄热点。将贵金属纳米粒子均匀分散到MOFs材料表面或者孔道中制成复合材料，不仅能增强MOFs材料的可见光吸收性能与提高光生载流子分离的效率，而且可能产生一些新颖的协同效应。目前用来制备贵金属/MOFs复合材料的方法有很多，比较常用的有以下几种:化学还原法、化学气相沉积和电化学还原。但上述方法还存在诸多不足之处，例如:以上反应方法通常比较耗时，反应条件苛刻。通常需要昂贵的贵金属有机配体。反应过程中通常需要加入还原剂比如硼氢化钠等，并且贵金属颗粒在还原过程中易造成颗粒的大量团聚，粒子平均粒径过大，因此不能有效的转移和分离光生载流子。MOFs是一种对外界环境十分敏感的一类材料，而强还原剂在反应过程中有可能会对载体本身的结构造成一定的影响。因此有必要开发一种简单而有效的方法来将贵金属粒子沉积在MOFs的表面，而不需要复杂的设备、惰性气氛与昂贵有机配体。
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Pd/MOFs催化剂及其制备方法和应用，通过温和，简单的乙醇还原方法将钯离子还原成原子沉积在载体的表面，解决现有技术中制备贵金属/MOFs复合催化剂耗时、不能普遍适用等问题，制得的贵金属/MOFs复合材料可应用于光催化领域。该制备方法简单易行，不需要复杂昂贵的设备与惰性气氛、合成条件温和，并且可以拓展到其它载体的应用上。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案: 一种Pd/MOFs催化剂，Pd纳米颗粒的粒径为6 nm，载体为MIL-100 (Fe)。制备方法:将乙醇、水、聚乙烯吡咯烷酮、H2PdCl4与载体混合，搅拌30 min后，90°C回流3 h?最后将所得产物离心、用去离子水洗去多余离子后，60°C真空干燥，制得Pd/MOFs催化剂。所述的Pd/MOFs催化剂可以应用于室温光催降化解水环境中的药物与个人护理用品或者染料等领域。本专利技术的显著优点在于: 1)本专利技术与以往贵金属复合催化剂制备方法不同:常规方法主要是在载体表面通过浸渍还原法、沉积沉淀法负载贵金属，但本专利技术的制备方法为温和简单的乙醇还原方法，在这个过程中，不需要复杂的设备、惰性气氛与昂贵的有机配体。同时也解决了传统方法中强还原剂还原贵金属的同时破坏载体结构的缺点； 2)本专利技术的制备方法制得的催化剂中钯颗粒较小、均勾，所制备的钯纳米颗粒的粒径约为6 nm，在载体表面分散性好，没有团聚现象，且贵金属与载体之间具有较强的相互作用。从而使制备的催化剂具有很好的催化活性； 3)本专利技术采用的制备方法简单易行，有利于大规模的推广，具有很大的普适性。许多贵金属(如金、银、铂、铜、镍等)都可以成功地采用该技术负载到载体上。因此，可以通过加入两种或两种以上的贵金属盐，从而制备出贵金属合金负载型催化剂，并且可以通过改变贵金属盐的加入量在很大程度上改变贵金属的负载量； 4)利用本专利技术制备的催化剂，可以应用于室温光催化降解水环境中的药物与个人护理用品或者染料。该催化剂可以方便地进行分离处理，重复利用效率高，具有很高的实用价值和应用前景。并且该催化剂还可应用于降解有机污染物，例如室内空气和水的处理；和能源方面，比如光解水制备氢气等领域。【附图说明】图1为本专利技术实施例1所得Pd/MIL-100 (Fe)催化剂的XRD图； 图2为本专利技术实施例1所得Pd/MIL-100 (Fe)催化剂的透射电镜图； 图3为本专利技术实施例1所得Pd/MIL-100 (Fe)催化剂室温光催化降解茶碱活性； 图4为本专利技术实施例1所得Pd/MIL-100 (Fe)催化剂室温光催化降解布洛芬活性； 图5为本专利技术实施例1所得Pd/MIL-100 (Fe)催化剂室温光催化降解双酚A活性； 图6为本专利技术实施例1所得Pd/MIL-100 (Fe)催化剂室温光催化降解甲基橙活性。【具体实施方式】本专利技术提出一种通用、快速的贵金属/MOFs复合催化剂制备方法及其应用。利用具有一定的还原能力的乙醇作为还原剂，在加热条件下利用其还原能力与具有氧化能力的贵金属阳离子反应。在这个过程中，不需要复杂的设备、惰性气氛与昂贵的有机配体。本专利技术的光催化剂的载体为MIL-100 (Fe)。以乙醇作为还原剂的方法还原Pd离子，Pd纳米颗粒的粒径约为6 nm。MIL-1OO(Fe)载体的制备步骤如下:按一定的摩尔比分别称取一定量的铁粉(Fe )，均苯三甲酸(H3BTC )和一定体积的氢氟酸(HF )，浓硝酸(HNO3)和水(H2O )，各组分比为η (Fe):n (H3BTC):η (HF):n (HNO3):η (H2O) = I:0.67:2:0.6 ;277，混合搅拌约 5 min后，转移至聚四氟乙烯水热反应釜中。密闭后放入电热鼓风恒温干燥箱中，升温至150°C后恒温保持24 ho反应结束后将水热反应釜静置冷却至室温，将样品过滤，用蒸馏水洗去附着于沉淀上的多余离子后，放入干燥箱中恒温干燥数小时，得到淡橘黄色块状晶体即为MIL-1OO(Fe)。干燥后的样品需要用乙醇进一步纯化。首先将一定体积的乙醇加入适量的MIL-1OO(Fe)(大约 350 mL 乙醇/1.0 g MIL-100 (Fe))，在 60°C条件下恒温搅拌 3h，过滤，60°C真空干燥，制得载体MIL-100 (Fe)。将乙醇、水、聚乙烯吡咯烷酮、H2PdCl4与载体混合，搅拌30 min后，90°C回流3 h?最后将所得产物离心、用去离子水洗去多余离子后，60°C真空干燥，制得Pd/MOFs催化剂。实施例1 Pd/MIL-100 (Fe)催化剂的制备 将5 mL的乙醇、5 mL的水、0.333g聚乙烯吡咯烷酮、294 μ L H2PdCl4 (10 mg/mL)与0.1 g载体混合，搅拌30 min使之分散均勾后，90°C回流3 h。最后将所得产物离心、用去离子水洗去多余离子后，60°C真空干燥，得到Pd/MIL-100 (Fe)复合材料。图1展示了用本制备方法所合成的Pd/MIL-100 (Fe)催化剂的XRD图。图2展示了用本制备方法所合成的Pd/MIL-100 (Fe)催化剂的透射电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Pd/金属有机骨架化合物催化剂，其特征在于：Pd/MOFs 中Pd纳米颗粒的粒径为 6 nm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴棱，梁若雯，沈丽娟，景芬芬，
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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