一种1T-MoS2QDs@UiO-66复合光催化剂的制备方法及光催化性能研究技术

本发明专利技术涉及一种UiO

【技术实现步骤摘要】
一种1T
‑
MoS
2 QDs@UiO
‑
66复合光催化剂的制备方法及光催化性能研究


[0001]本专利技术涉及一种复合光催化剂的制备及其光催化性能研究。

技术介绍

[0002]在过去的几十年里，世界能源消耗呈指数级增长，由于化石燃料过度使用而造成的大气污染和环境破坏是全球范围内面临的严重问题。再加上化石燃料的储量有限和逐渐枯竭使得以开发可再生资源为基础的能源生产技术必不可少。因此，促进可持续和节能的化学技术的发展，是当今科学家面临的最紧迫的挑战。光催化产氢在解决能源和环境问题方面有着广泛的应用前景，可有效解决环境污染和能源紧缺的问题，光催化水产氢反应可将太阳能转化为氢能，相对于电催化系统中利用二次能源电能来说省去了电的产生和传输步骤，在效率上更有竞争力，而金属
‑
有机骨架与半导体的复合光催化剂在光催化方面日渐引起人们的关注。
[0003]金属
‑
有机骨架材料（MOFs），也称多孔配位聚合物，一般是由有机连接体和无机金属节点自组装而成的有机无机杂化材料。由于MOFs材料具备比表面积大、孔隙率高、孔道可调、易功能化等优势，在气体分离、光催化、质子导体、载药等领域有着潜在的应用价值。UiO
‑
66是Zr基类MOFs的一种，它是由Zr离子作为金属节点，H2BDC作为有机连接体形成的经典MOFs结构。金属与配体之间稳定的配位键使得UiO
‑
66具有良好的机械，热和化学稳定性，并且使结构具有一定的光响应能力，是一类被重点研究的MOFs光催化材料。
[0004]MoS2主要以辉钼矿的形式存在于自然界中，外观呈黑色粉末状。MoS2是一种典型的n型半导体材料，有着与石墨烯类似的层状结构，金属Mo原子层被两个S原子层夹在中间，有着与“三明治”相似的典型结构（S
‑
Mo
‑
S）。MoS2的结构有纳米粒子，纳米球，纳米花，量子点等，其中零维MoS2量子点由于其独特的量子效应特点，能促进光电子的电子
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空穴分离，有效提升光催化活性。MoS
2 QDs有1T
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MoS
2 QDs，2H
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MoS
2 QDs，3R
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MoS
2 QDs三种不同相。相较于2H
‑
MoS
2 QDs和3R
‑
MoS
2 QDs，1T
‑
MoS
2 QDs具有更高的电导率，能够更有效的增加电子之间的电荷转移。MoS
2 QDs由于其独特的电子能带结构、高的催化活性迅速成为催化领域的研究热点，在光催化制氢和光催化降解污染物等方面有很大的应用潜力。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于合成一种1T
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MoS
2 QDs@UiO
‑
66复合光催化剂，使1T
‑
MoS
2 QDs附着在UiO
‑
66表面，提高光催化产氢性能。
[0006]本专利技术1T
‑
MoS
2 QDs@UiO
‑
66复合光催化剂制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：一、制备UiO
‑
66：将对苯二甲酸、ZrCl4、溶于10 ml DMF和1.2 ml 醋酸溶液的混合溶液中，超声溶解，形成均一的混合溶液，将混合溶液装入聚四氟乙烯高压反应釜中，温度120℃，时间24小时。冷却后，经过离心洗涤，真空干燥的到UiO
‑
66。
[0007]二、制备1T
‑
MoS
2 QDs：将NaMoO4·
2H2O加入30 ml蒸馏水中，记为溶液A；C
14
H
14
S2加入30 ml乙醇中，记为溶液B，各自搅拌30分钟，再将溶液B加入溶液A中，搅拌30分钟，形成悬浊液。将所得的悬浊液装入聚四氟乙烯高压反应釜中，温度180℃，时间20小时。冷却后，反应产物经过离心，冷冻干燥得到1T
‑
MoS
2 QDs。
[0008]三、制备1T
‑
MoS
2 QDs@UiO
‑
66复合光催化剂：在步骤一前驱体溶液中加入MoS
2 QDs，形成均一混合溶液，装入聚四氟乙烯高压反应釜中，温度120℃，时间24小时。产物经离心洗涤，真空干燥得到1T
‑
MoS
2 QDs@UiO
‑
66复合光催化剂。
[0009]进一步的，步骤一离心转速为6000 rpm，时间为5分钟。
[0010]进一步的，步骤一洗涤时用DMF洗两次，甲醇洗一次。
[0011]进一步的，步骤一真空干燥的温度为70℃，时间12小时。
[0012]进一步的，步骤二反应釜冷却后，用去离子水分散黑色产物。
[0013]进一步的，步骤二离心转速为11000 rpm，时间为60分钟，离心后上清液为1T
‑
MoS
2 QDs。
[0014]本专利技术具备的优点：（1）本专利技术合成的复合光催化剂是由1T
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MoS
2 QDs和UiO
‑
66复合形成，相较于单一的UiO
‑
66，具有更高的光催化产氢性能。
[0015]（2）本专利技术采用一步水热合成，操作简单。量子点的尺寸小，可将MoS
2 QDs附着在UiO
‑
66表面，并且可以保证UiO
‑
66结构的完整性，增加催化剂活性位点数目和电子转移的能力，提高了催化剂的光催化产氢性能。
附图说明
[0016]图1为实施得到的UiO
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66、1T
‑
MoS
2 QDs@UiO
‑
66的PXRD图。
[0017]图2为实施得到的UiO
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66、1T
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MoS
2 QDs@UiO
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66的能谱图（EDS）。
[0018]图3为实施得到的UiO
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66、1T
‑
MoS
2 QDs@UiO
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66的光催化产氢图。
[0019]图4为实施得到的UiO
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66、1T
‑
MoS
2 QDs@UiO
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66的电化学阻抗图（EIS）。
[0020]图5为实施得到的光催化前后1T
‑
MoS2 QDs@UiO
‑
66的红外光谱图（FT
‑
IR）。
具体实施方式
[0021]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特征及其优点，通过以下实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1T
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MoS
2 QDs@UiO
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66复合光催化剂的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：一、制备UiO
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66：将对苯二甲酸、ZrCl4、溶于10 ml DMF和1.2 ml醋酸溶液的混合溶液中，超声溶解，形成均一的混合溶液，将混合溶液装入聚四氟乙烯高压反应釜中，温度120℃，时间24小时，冷却后，经过离心洗涤，真空干燥得到UiO
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66；二、制备1T
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MoS
2 QDs：将NaMoO4·
2H2O加入30 ml蒸馏水中，记为溶液A；C
14
H
14
S2加入30 ml乙醇中，记为溶液B，各自搅拌30分钟，再将溶液B加入溶液A中，搅拌30分钟，形成悬浊液，将所得的悬浊液装入聚四氟乙烯高压反应釜中，温度180℃，时间20小时，冷却后，反应产物经过离心，冷冻干燥得到1T
‑
MoS
2 QDs；三、制备1T
‑
MoS
2 QDs@UiO
‑
66复合光催化剂：在步骤一前...

【专利技术属性】
技术研发人员：何雯雯，狄婉婷，韩旭，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：