一种双配体杂化材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种双配体杂化材料的制备方法，实现了双配体杂化材料的一步法制备，所述双配体分别为MTCPP（M=Pd，Pt，Cu，Fe，2H）和BDC

【技术实现步骤摘要】
一种双配体杂化材料的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于新材料
，具体涉及一种双配体杂化材料的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]氢气是一种绿色、可持续的能源，被认为是解决全球能源危机和环境问题的理想选择之一；太阳能驱动的分解水制氢作为一种有前景的氢能获取机制受到了研究者的广泛关注，光催化制氢技术的关键是开发利用取之不尽的太阳能高效、稳定地分解水的光催化剂；一般而言，光催化制氢反应中有几个关键的过程:光催化剂的光吸收、光生电子
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电荷对的产生、光生电子空穴载流子的分离和转移、活性电子还原H
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生成H2；因此，高效光催化剂的设计主要集中在这些关键步骤的一个或多个方面的改进，通过匹配不同材料的能带结构，以实现它们之间的协同效应，是提高光生电子
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空穴分离效率的有效途径。
[0003]MOFs作为一类新型多孔晶体材料，具有比表面积高、孔径可调和结构多样性等特点，将MOFs与其他功能材料结合获得MOF基杂化材料已经成为人们研究的热点，特别是MOF/MOF杂化材料，由于不同MOF间的协同作用，在气体吸附与分离、多相催化、生物医学及传感等领域受到广泛关注；MOF/MOF作为一种新型MOF基杂化材料，目前文献报道的该类杂化材料大多是通过逐步合成的方法获得的，逐步合成法主要包括外延生长方法，动力学控制方法，表面活性剂辅助法及配体交换法等；然而，通过一步法制备MOF/MOF杂化材料至今鲜有文献报道，这是由于一步法很难控制每个MOF组分的大小、形状以及次级MOF的选择性成核与生长。

技术实现思路

[0004]出于克服现有技术存在的技术缺陷的目的，本专利技术提出了一种双配体杂化材料的制备方法，实现了双配体杂化材料的一步法制备，并将该双配体杂化材料应用于光催化分解水制氢领域。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种双配体杂化材料的制备方法，包括以下步骤：将ZrCl4、卟啉或金属卟啉、对苯二甲酸或对苯二甲酸衍生物、苯甲酸和DMF按摩尔比1:0.25~0.42:0.38~0.76:18.26~42.62:191.34~382.68加入聚四氟乙烯反应器中，磁力搅拌15~20 min，再将反应器放入不锈钢反应釜中，将反应釜在130~140℃的烘箱中加热12~20 h，冷却至室温，通过5000
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7000 rpm/min离心5~10 min收集样品，样品分别用DMF和乙醇各洗涤数次，之后样品在70~80℃真空干燥箱中干燥48~60 h，即得双配体杂化材料；优选的，所述对苯二甲酸衍生物包括(NH2)2‑
BDC、NH2‑
BDC、(OH)2‑
BDC，所述金属卟啉包括PdTCPP、PtTCPP、CuTCPP、FeTCPP；本专利技术还提供了该双配体杂化材料在光催化制氢方面的应用，方法为：将双配体杂化材料分散于由TEOA和PBS按体积比1:4~7组成的溶液中，用真空泵将反应系统抽至真空状态，开启光源；
mL）加入容积为20 mL的聚四氟乙烯反应器中,搅拌15 min，然后将反应器转移到反应釜中，将反应釜在130 ℃的烘箱中加热12 h，待温度冷却至室温后，通过离心分离收集产物，所得产物分别用DMF和乙醇洗涤三次，最后，将产物在70 ℃真空干燥箱中放置48 h，所得产物即为杂化材料(NH2)2‑
UiO
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222(Pd)；产率为73%。
[0010]实施例2：杂化材料(NH2)2‑
UiO
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222(Pt)的制备将ZrCl4（30 mg），PtTCPP（30 mg），(NH2)2‑
BDC（10 mg），苯甲酸（700 mg）和DMF（2 mL）加入容积为20 mL的聚四氟乙烯反应器中,搅拌15 min，然后将反应器转移到反应釜中，将反应釜在130 ℃的烘箱中加热12 h，待温度冷却至室温后，通过离心分离收集产物，所得产物分别用DMF和乙醇洗涤三次，最后，将产物在70 ℃真空干燥箱中放置48 h，所得产物即为杂化材料(NH2)2‑
UiO
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222(Pt)；产率为76%。
[0011]实施例3：杂化材料(NH2)2‑
UiO
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222(Cu)的制备将ZrCl4（30 mg），CuTCPP（30 mg），(NH2)2‑
BDC（10 mg），苯甲酸（700 mg）和DMF（2 mL）加入容积为20 mL的聚四氟乙烯反应器中,搅拌15 min，然后将反应器转移到反应釜中，将反应釜在130 ℃的烘箱中加热12 h，待温度冷却至室温后，通过离心分离收集产物，所得产物分别用DMF和乙醇洗涤三次，最后，将产物在70 ℃真空干燥箱中放置48 h，所得产物即为杂化材料(NH2)2‑
UiO
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222(Cu)；产率为71%。
[0012]实施例4：杂化材料(NH2)2‑
UiO
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222(Fe)的制备将ZrCl4（30 mg），FeTCPP（30 mg），(NH2)2‑
BDC（10 mg），苯甲酸（700 mg）和DMF（2 mL）加入容积为20 mL的聚四氟乙烯反应器中,搅拌15 min，然后将反应器转移到反应釜中，将反应釜在130 ℃的烘箱中加热12 h。待温度冷却至室温后，通过离心分离收集产物。所得产物分别用DMF和乙醇洗涤三次。最后，将产物在70 ℃真空干燥箱中放置48 h，所得产物即为杂化材料(NH2)2‑
UiO
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222(Fe)；产率为75%。
[0013]实施例5：杂化材料(NH2)2‑
UiO
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222的制备将ZrCl4（30 mg），TCPP（30 mg），(NH2)2‑
BDC（10 mg），苯甲酸（700 mg）和DMF（2 mL）加入容积为20 mL的聚四氟乙烯反应器中,搅拌15 min，然后将反应器转移到反应釜中，将反应釜在130 ℃的烘箱中加热12 h，待温度冷却至室温后，通过离心分离收集产物，所得产物分别用DMF和乙醇洗涤三次。最后，将产物在70 ℃真空干燥箱中放置48 h，所得产物即为杂化材料(NH2)2‑
UiO
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222；产率为79%。
[0014]实施例6：杂化材料NH2‑
UiO
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222(Pd)的制备将ZrCl4（30 mg），PdTCPP（30 mg），NH2‑
BDC（10 mg），苯甲酸（300 mg）和DMF（2 mL）加入容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双配体杂化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将ZrCl4、卟啉或金属卟啉、对苯二甲酸或对苯二甲酸衍生物、苯甲酸和DMF按摩尔比1:0.25~0.42:0.38~0.76:18.26~42.62:191.34~382.68加入聚四氟乙烯反应器中，磁力搅拌15~20 min，再将反应器放入不锈钢反应釜中，将反应釜在130~140℃的烘箱中加热12~20 h，冷却至室温，通过5000
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7000 rpm/min离心5~10 min收集样品，样品分别用DMF和乙醇各洗涤数次，之后样品在70~80℃真空干燥箱中干燥48~60 h，即得双配体杂化材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，肖利娜，张秋平，鲁辉，马艳梅，吴艳玲，
申请(专利权)人：信阳学院，
类型：发明
国别省市：