一种核壳型ZnO/贵金属@ZIF-8光催化材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种核壳型ZnO/贵金属@ZIF‑8光催化材料及其制备方法和应用，以ZnO纳米棒为核，ZIF‑8层为壳，还原态贵金属纳米颗粒负载在ZnO纳米棒与ZIF‑8层之间，其中还原态贵金属纳米颗粒的负载量为ZnO纳米棒质量的0.1‑10%。其制备方法是先制备ZnO纳米棒；再将ZnO纳米棒和可溶性贵金属前驱体溶剂热还原复合，得到ZnO/贵金属纳米棒；最后将ZnO/贵金属纳米棒与2‑甲基咪唑、N,N‑二甲基甲酰胺和水的混合溶剂混合后，水热反应，即得。本发明专利技术在不减弱光吸收能力的情况下，可以同时实现载流子分离效率和CO2捕获能力的协同增强，并显示出了优异的光催化活性，能高效地将温室气体CO2选择性还原成CH3OH等太阳能燃料，在解决温室效应和能源短缺等问题方面具有广泛的应用前景。

A core-shell ZnO/noble metal@ZIF-8 photocatalytic material and its preparation method and Application

The invention discloses a core-shell type ZnO/noble metal@ZIF_8 photocatalytic material and its preparation method and application. The reduction noble metal nanoparticles are loaded between the ZnO nanorods and the ZIF_8 layers, with the core of the ZnO nanorods and the shell of the ZIF_8 layers. The reduction noble metal nanoparticles are loaded between the ZnO nanorods and the ZIF_8 layers, and the reduction noble metal nanoparticles are 0.1_10% of the mass of the Zn The preparation method is to prepare ZnO nanorods firstly, then to synthesize ZnO/noble metal nanorods by solvothermal reduction of ZnO nanorods and soluble precious metal precursors, and finally to mix ZnO/noble metal nanorods with 2 methylimidazole, N, N dimethylformamide and water mixed solvents, then hydrothermal reaction is achieved. Without weakening the light absorption capacity, the invention can simultaneously enhance the carrier separation efficiency and CO2 capture capacity, and shows excellent photocatalytic activity, and can efficiently selectively reduce greenhouse gas CO2 to solar fuels such as CH3OH, which has broad application prospects in solving greenhouse effect and energy shortage.

【技术实现步骤摘要】
一种核壳型ZnO/贵金属@ZIF-8光催化材料及其制备方法和应用
本专利技术属于光催化材料领域，具体涉及一种核壳型ZnO/贵金属@ZIF-8光催化材料及其制备方法和应用。
技术介绍
几十年来，化石燃料的过度使用不仅加剧了全球能源危机，还排放CO2等温室气体使得温室效应日益严重，因此CO2的捕集、储存和利用受到了全世界的关注。利用光催化技术将CO2转化为太阳能燃料不仅有助于减少CO2，缓解温室效应，而且能实现CO2资源化，将太阳能转化为可储存、可运输的化学能，有效解决能源危机问题。多种半导体光催化剂如TiO2、ZnO、CdS、g-C3N4、ZnGe2O4等被广泛应用在光催化CO2领域中，其中，ZnO因其成本低、无毒、晶体结构各向异性好、直接带隙、电子迁移率高等优点备受关注，特别是一维（1D）ZnO结构，包括纳米棒或纳米管，具有较高的表面体积比、较短的侧向电荷输运长度和较低的光反射率，其光催化CO2还原效率高于块状结构。然而，现有的ZnO基光催化剂的CO2还原性能仍受到CO2吸附能力低的限制。因此，优化设计透明导电吸附层，改善ZnO基光催化剂的CO2吸附活化能力与光生电子空穴分离能力，是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核壳型ZnO/贵金属@ZIF‑8光催化材料，其特征在于，所述光催化材料是以ZnO纳米棒为核，ZIF‑8层为壳，还原态贵金属纳米颗粒负载在ZnO纳米棒与ZIF‑8层之间，其中还原态贵金属纳米颗粒的负载量为ZnO纳米棒质量的0.1‑10%，优选为0.5‑3%。

【技术特征摘要】
1.一种核壳型ZnO/贵金属@ZIF-8光催化材料，其特征在于，所述光催化材料是以ZnO纳米棒为核，ZIF-8层为壳，还原态贵金属纳米颗粒负载在ZnO纳米棒与ZIF-8层之间，其中还原态贵金属纳米颗粒的负载量为ZnO纳米棒质量的0.1-10%，优选为0.5-3%。2.根据权利要求1所述的一种核壳型ZnO/贵金属@ZIF-8光催化材料，其特征在于，所述还原态贵金属纳米颗粒选自Pt纳米颗粒、Au纳米颗粒、Ag纳米颗粒中的一种，优选为Pt纳米颗粒。3.根据权利要求1所述的一种核壳型ZnO/贵金属@ZIF-8光催化材料，其特征在于，所述部分还原态贵金属纳米颗粒在ZIF-8层上突出，所述还原态贵金属纳米颗粒的粒径为1-10nm。4.根据权利要求1所述的一种核壳型ZnO/贵金属@ZIF-8光催化材料，其特征在于，所述ZIF-8层的孔径为0.8-5nm，厚度为1-30nm，厚度优选为5-15nm。5.权利要求1-4任一项所述的一种核壳型ZnO/贵金属@ZIF-8光催化材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：（1）采用PVP辅助水热法制备ZnO纳米棒，并高温煅烧去除表面杂质；（2）以乙二醇为溶剂，将ZnO纳米棒和可溶性贵金属前驱体溶剂热还原复合，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘升卫，何婉楣，李晓，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44