一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用技术

一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用，属于催化剂合成技术领域。先通过水热法制备核壳型ZnO/ZIF‑8，再经过高温焙烧得到核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂，该催化剂可以应用于噻吩类硫化物的光催化吸附脱硫反应。本发明专利技术以ZnO为内核，一方面作为载体，另一方面为ZIF‑8外壳的合成提供Zn源；该核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂制备方法简单，催化活性强，催化剂稳定性好，同时具备光催化和吸附作用，有望实现工业应用。

Synthesis and application of a core-shell ZnO/ZnO@NC photocatalyst

The invention relates to a synthesis method and application of a core-shell ZnO/ZnO@NC photocatalyst, which belongs to the technical field of catalyst synthesis. The core shell type ZnO/ZIF 8 was prepared by hydrothermal method, and then the core shell type ZnO/ZnO@NC photocatalyst was obtained by high temperature roasting. The catalyst can be applied to the photocatalytic adsorption desulfurization of thiophene sulfide. The invention uses ZnO as the kernel, on the one hand as the carrier and on the other hand, provides the Zn source for the synthesis of the 8 shell of ZIF. The nuclear shell type ZnO/ZnO@NC photocatalyst is simple in preparation, strong in catalytic activity, good in stability of the catalyst, and at the same time with photocatalysis and adsorption. It is expected to realize the application of industry.

【技术实现步骤摘要】
一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用(一)
本专利技术涉及一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用，属于催化剂合成
(二)
技术介绍
氧化锌(ZnO)是一种直接宽带隙半导体，可有效地被紫外光(≤368nm)激发，因而呈现出良好的光催化活性，目前已被广泛应用在磁、光、电和催化等领域。作为分子组成简单的一类无机氧化物，ZnO具有无毒、原料易得、制备成本低和生物相容性良好等优点，比广泛研究的TiO2表现出更高的光催化活性和量子产率，被认为是极具应用前景的高活性光催化剂之一。ZIF-8是是采用二价锌盐和2-甲基咪唑合成的具有沸石方钠石拓扑结构的一种金属有机骨架材料(MOFs)，具有很好的热稳定性和化学稳定性，已广泛应用于气体吸附、催化、药物载体等领域。本专利技术合成了一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂，以ZnO为内核，使ZIF-8在其表面生长，得到核壳型ZnO/ZIF-8，然后通过热解，获得核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂，再对噻吩类硫化物进行光催化吸附脱硫反应。(三)
技术实现思路
本专利技术一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用，具体包括以下步骤：(1)称取3～7mmol的ZnO粉末、2～6mmol的2-甲基咪唑和10～50ml的二甲基甲酰胺水溶液，二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:1～5:1，混合均匀，在温度为50～90℃下水热处理8～24h后，进行离心处理，得到沉淀物。(2)将步骤(1)得到的沉淀物用乙醇洗涤2～4次，然后在温度为40～80℃下真空干燥4～8h，即得到核壳型ZnO/ZIF-8。(3)将步骤(2)得到核壳型ZnO/ZIF-8放入马弗炉中，在500～900℃下焙烧1～3h，冷却到室温后，用去离子水洗涤2～4次，然后在温度为40～80℃下真空干燥4～8h，即得核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂。本专利技术一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂可以应用于噻吩类硫化物的光催化吸附脱硫反应。本专利技术的优点在于：1、本专利技术提出的一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用，以ZnO为内核，一方面作为载体，另一方面为ZIF-8外壳的合成提供Zn源。2、本专利技术提出的一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用，该光催化剂制备方法简单，催化活性强，催化剂稳定性好，同时具备光催化和吸附作用，有望实现工业应用。(四)附图说明图1：本专利技术提出的一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用的工艺流程图。(五)具体实施方式下面将结合附图和具体实施例来详述本专利技术的技术特点，如图1所示。实施例1：本专利技术一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用，具体包括以下步骤：(1)称取5mmol的ZnO粉末、4mmol的2-甲基咪唑和30ml的二甲基甲酰胺水溶液，二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为3:1，混合均匀，在温度为70℃下水热处理12h后，进行离心处理，得到沉淀物。(2)将步骤(1)得到的沉淀物用乙醇洗涤3次，然后在温度为60℃下真空干燥6h，即得到核壳型ZnO/ZIF-8。(3)将步骤(2)得到核壳型ZnO/ZIF-8放入马弗炉中，在700℃下焙烧2h，冷却到室温后，用去离子水洗涤3次，然后在温度为60℃下真空干燥6h，即得核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂。本专利技术一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂可以应用于噻吩的光催化吸附脱硫反应。结果表明，核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂对噻吩的脱硫率达到99％。实施例2：本专利技术一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用，具体包括以下步骤：(1)称取3mmol的ZnO粉末、2mmol的2-甲基咪唑和10ml的二甲基甲酰胺水溶液，二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:1，混合均匀，在温度为50℃下水热处理24h后，进行离心处理，得到沉淀物。(2)将步骤(1)得到的沉淀物用乙醇洗涤2次，然后在温度为40℃下真空干燥8h，即得到核壳型ZnO/ZIF-8。(3)将步骤(2)得到核壳型ZnO/ZIF-8放入马弗炉中，在500℃下焙烧3h，冷却到室温后，用去离子水洗涤2次，然后在温度为40℃下真空干燥8h，即得核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂。本专利技术一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂可以应用于苯并噻吩的光催化吸附脱硫反应。结果表明，核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂对苯并噻吩的脱硫率达到97％。实施例3：本专利技术一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用，具体包括以下步骤：(1)称取7mmol的ZnO粉末、6mmol的2-甲基咪唑和50ml的二甲基甲酰胺水溶液，二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为5:1，混合均匀，在温度为90℃下水热处理8h后，进行离心处理，得到沉淀物。(2)将步骤(1)得到的沉淀物用乙醇洗涤4次，然后在温度为80℃下真空干燥4h，即得到核壳型ZnO/ZIF-8。(3)将步骤(2)得到核壳型ZnO/ZIF-8放入马弗炉中，在900℃下焙烧1h，冷却到室温后，用去离子水洗涤4次，然后在温度为80℃下真空干燥4h，即得核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂。本专利技术一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂可以应用于二苯并噻吩的光催化吸附脱硫反应。结果表明，核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂对二苯并噻吩的脱硫率达到95％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)称取3～7mmol的ZnO粉末、2～6mmol的2‑甲基咪唑和10～50ml的二甲基甲酰胺水溶液，二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:1～5:1，混合均匀，在温度为50～90℃下水热处理8～24h后，进行离心处理，得到沉淀物。(2)将步骤(1)得到的沉淀物用乙醇洗涤2～4次，然后在温度为40～80℃下真空干燥4～8h，即得到核壳型ZnO/ZIF‑8。(3)将步骤(2)得到核壳型ZnO/ZIF‑8放入马弗炉中，在500～900℃下焙烧1～3h，冷却到室温后，用去离子水洗涤2～4次，然后在温度为40～80℃下真空干燥4～8h，即得核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种核壳型ZnO/ZnO@NC光催化剂的合成方法及应用，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)称取3～7mmol的ZnO粉末、2～6mmol的2-甲基咪唑和10～50ml的二甲基甲酰胺水溶液，二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:1～5:1，混合均匀，在温度为50～90℃下水热处理8～24h后，进行离心处理，得到沉淀物。(2)将步骤(1)得到的沉淀物用乙醇洗涤2～4次，然后在温度为40～8...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，雷建都，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11