一种供体-π-受体型共价三嗪骨架材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及可见光分解水制氢技术领域，提供一种供体

【技术实现步骤摘要】
一种供体
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π
‑
受体型共价三嗪骨架材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及可见光分解水制氢
，特别涉及一种供体
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π
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受体型共价三嗪骨架材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着环保意识的增强和能源困境的出现，可再生能源的发展受到了极大的关注。光催化是通过利用从光源获得的能量来催化氧化还原反应解决能源和环境危机的途径，作为太阳能转换的核心技术，已经探索了近半个世纪，在能源和环境相关领域显示出广阔的应用前景。人们一直致力于开发高效的半导体光催化剂，这种催化剂在可见光照射下具有光催化放氢和降解有机污染物的能力。然而，开发更具活性、更稳定的用于太阳能的持续利用的光催化剂仍然具有挑战性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种供体
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π
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受体型共价三嗪骨架材料及其制备方法和应用。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案之一如下：
[0005]一种供体
‑
π
‑
受体型共价三嗪骨架材料，其结构式为：
[0006][0007]本专利技术提供的技术方案之二如下：
[0008]制备如技术方案之一所述的供体
‑
π
‑
受体型共价三嗪骨架材料的方法，包括如下步骤：
[0009]将对苯二甲腈、对苯二乙腈和碱金属盐混合均匀，得到混合粉末；
[0010]将所述混合粉末经焙烧、冷却、研磨，得到固体粉末；
[0011]将所述固体粉末洗涤抽滤除去剩余的盐，再经甲醇和二氯甲烷提纯后进行干燥、研磨和筛分，得到供体
‑
π
‑
受体型共价三嗪骨架材料。
[0012]在一更佳的实施例中，所述碱金属盐为氯化锌、氯化锂、氯化钠、氯化钾、溴化锂、溴化钾、溴化钠及其混合共晶盐中的一种或多种。
[0013]在一更佳的实施例中，所述对苯二甲腈与所述对苯二乙腈的质量比为(5
‑
2000):1。
[0014]在一更佳的实施例中，所述对苯二甲腈与所述碱金属的质量比为1:(0.5
‑
5)。
[0015]在一更佳的实施例中，所述焙烧的温度为150
‑
400℃，所述焙烧的时间为4
‑
24h。
[0016]本专利技术提供的技术方案之三如下：
[0017]如技术方案之一所述的供体
‑
π
‑
受体型共价三嗪骨架材料作为催化剂在光催化分解水产氢中的应用。
[0018]本专利技术提供的技术方案之四如下：
[0019]一种光催化分解水产氢的方法，包括如下步骤：
[0020]将催化剂、Pt助催化剂、水和三乙醇胺混合分散均匀后，在波长大于420nm的可见光照射下进行产氢反应，该产氢反应的温度为4
‑
6℃；
[0021]其中，所述催化剂为技术方案之一所述的供体
‑
π
‑
受体型共价三嗪骨架材料。
[0022]在一更佳的实施例中，所述供体
‑
π
‑
受体型共价三嗪骨架材料的浓度为50
‑
5000mg/L。
[0023]在一更佳的实施例中，所述Pt助催化剂为六水合氯铂酸；所述Pt助催化剂的添加量为所述催化剂的0.1
‑
10wt％。
[0024]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0025]本专利技术中对苯二甲腈与对苯二乙腈共聚合后，使对苯二甲腈聚合单元和对苯二乙腈聚合单元分别作为受体和供体，而苯环作为π桥能诱导并加速分子间/分子内电荷转移，减小激子结合能。同时，供体
‑
π
‑
受体结构的引入扩大了光吸收范围，能够在可见光照条件下光催化分解水制取氢气。
[0026]本专利技术的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示
中组件绘示的方向为基准。
[0028]图1为本专利技术实施例1制得的三嗪骨架材料的扫描电镜图；
[0029]图2为本专利技术实施例1制得的三嗪骨架材料的透射电镜图；
[0030]图3为本专利技术实施例1制得的三嗪骨架材料的透射电镜元素面扫描图；
[0031]图4为本专利技术实施例和对比例制得的三嗪骨架材料的X射线粉末衍射图；
[0032]图5为本专利技术实施例和对比例制得的三嗪骨架材料的傅里叶红外光谱图；
[0033]图6为本专利技术实施例和对比例制得的三嗪骨架材料的紫外
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可见漫反射光谱和Tauc图；
[0034]图7为本专利技术实施例和对比例制得的三嗪骨架材料的X射线光电子能谱价带谱；
[0035]图8为本专利技术实施例和对比例制得的三嗪骨架材料的光催化产氢活性图；
[0036]图9为本专利技术实施例1制得的三嗪骨架材料的光催化产氢活性稳定性图；
[0037]图10为本专利技术实施例1制得的三嗪骨架材料的光催化产氢量子效率图。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本专利技术不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]在本专利技术的描述中，需要说明的是，本专利技术所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本专利技术的限制；应进一步理解，本专利技术所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本专利技术中明确如此定义之外。
[0040]共价三嗪骨架(CTF)材料因其结构可设计性、可回收性和高的化学稳定性而在光催化方面显示出良好的潜力，是一类著名的供体
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受体型共轭聚合物光催化剂。三嗪环基团是由C
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N键交替本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供体
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π
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受体型共价三嗪骨架材料，其特征在于，其结构式为：2.制备如权利要求1所述的供体
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π
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受体型共价三嗪骨架材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：将对苯二甲腈、对苯二乙腈和碱金属盐混合均匀，得到混合粉末；将所述混合粉末经焙烧、冷却、研磨，得到固体粉末；将所述固体粉末洗涤抽滤除去剩余的盐，再经甲醇和二氯甲烷提纯后进行干燥、研磨和筛分，得到供体
‑
π
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受体型共价三嗪骨架材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述碱金属盐为氯化锌、氯化锂、氯化钠、氯化钾、溴化锂、溴化钾、溴化钠及其混合共晶盐中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述对苯二甲腈与所述对苯二乙腈的质量比为(5
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2000):1。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述对苯二甲腈与所述碱金属的质量比为1:(0.5
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5)。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑云，王雅芸，饶小平，陈亦琳，林碧洲，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：