一种光催化剂制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光催化剂制备方法，涉及光催化技术领域，该光催化剂制备方法主要是锆基金属有机框架UiO

【技术实现步骤摘要】
一种光催化剂制备方法


[0001]本专利技术涉及光催化
，具体涉及一种光催化剂制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的快速发展，越来越多的环境问题也暴露出来，环境污染以及能源危机则是其中最为突出的问题。大气污染是环境污染的一个主要组成部分，大气污染物中的氮氧化物越来越为研究者所重视，在能源危机的背景下，开发一种环境友好型的氮氧化物治理方法已经迫在眉睫。以太阳光驱动的光催化技术正是能够同时兼顾清洁与环保的高级氧化技术。光催化剂是光催化技术的核心，虽然目前光催化剂种类繁多，但在不同程度上存在响应光范围小，光利用率低，载流子寿命短，电荷转移慢、有毒副产物积累量大等缺点。因此找到优质光催化剂是目前亟待解决的问题。
[0003]金属有机框架(MOFs)材料是近十年来新兴的一种孔状纳米材料。MOFs材料因其超高的比表面积、多孔性和易功能化等特点，引起了催化领域的广泛关注。UiO系列的出现为MOF材料的发展作出了突出贡献，但是原始的UiO
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67在光催化方面的效果依旧不尽人意，主要存在可响应光范围较窄，禁带较宽，光生载流子易复合等缺点，而其构建的异质结等方法又存在有毒副产物NO2积累较严重等问题。因此，寻找一种更为便捷且行之有效的方法制备MOFs光催化剂来优化其性能则是目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对以上现有技术的不足，本专利技术的目的就在于提供锆基金属有机框架光催化剂的制备方法与应用，该方法制备工艺简单，制备的锆基金属有机框架光催化剂催化活性高，可用于去除空气中低浓度NO以及抑制有毒副产物NO2的积累，本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]一种光催化剂制备方法，该光催化剂制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1：将一定量锆盐、一定体积DMF与少许酸混合搅拌；
[0007]S2：将一定量带氨基的有机配体与一定体积DMF混合搅拌；
[0008]S3：将S1和S2中得到的溶液混合均匀，放入反应釜中，在一定温度下反应一定时间；
[0009]S4：将得到的材料用DMF和无水乙醇分别洗涤离心，冷冻干燥，得到氨基修饰的缺陷锆基金属有机框架(D
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UiO
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67
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mNH2)；
[0010]S5：将D
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UiO
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67
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mNH2应用于空气中低浓度NO的去除。
[0011]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述S1中使用的锆盐为柠檬酸锆、硝酸锆、氯化锆和八水合氧氯化锆。
[0012]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述S1中使用的酸为盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、甲酸。
[0013]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述S2中有机配体为带1～8个氨基的联苯二甲酸。
[0014]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述S1和S2中锆盐、DMF、带氨基的有机配体和酸所使用的量可依实验要求添加。
[0015]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述S1和S2中溶液体积比为1
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50。
[0016]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述S3中反应温度为60
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360℃；反应时间为5小时以上。
[0017]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述S4中用DMF和无水乙醇分别纯化洗涤三次，经真空冷冻干燥后，制得带氨基的缺陷锆基金属有机框架(D
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UiO
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67
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mNH2)。
[0018]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述的D
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UiO
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67
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mNH2作为光催化剂应用于空气中低浓度NO的去除同时抑制有毒副产物NO2的累积。
[0019]本专利技术技术方案的进一步改进在于：由权利要求1
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8所述制备方法要求制备而成。
[0020]由于采用了上述技术方案，本专利技术相对现有技术来说，取得的技术进步是：
[0021]1、本专利技术提供一种光催化剂制备方法，通过改变有机配体和酸的类型，制备了氨基修饰且带缺陷的金属有机框架，由于氨基和缺陷的引入，降低了禁带宽度，且金属团簇与配体之间的载流子转移与分离效率大幅度提升，极大增强了光催化去除NO的性能。
[0022]2、本专利技术提供一种光催化剂制备方法，以酸为缺陷调节介质，能够调控锆基金属有机框架材料的表面缺陷，形成更多活性点位，更易与NO接触，强化光催化去除NO的能力。
[0023]3、本专利技术提供一种光催化剂制备方法，在强化光催化去除NO的同时，抑制了副产物NO2的累积。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的UiO
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67(锆基金属有机框架)、D
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UiO
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67
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NH2(带一个氨基的缺陷锆基金属有机框架)与D
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UiO
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2(NH2)(带两个氨基的缺陷锆基金属有机框架)的XRD图像；
[0025]图2为本专利技术的UiO
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67的SEM图；
[0026]图3为本专利技术的D
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UiO
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NH2的SEM图；
[0027]图4为本专利技术的D
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UiO
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2(NH2)的SEM图；
[0028]图5为本专利技术的UiO
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67、D
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UiO
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NH2与D
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UiO
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2(NH2)的紫外光谱图；
[0029]图6为本专利技术的UiO
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67、D
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UiO
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67
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NH2与D
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UiO
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2(NH2)的EIS图像；
[0030]图7为本专利技术的UiO
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67、D
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UiO
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67
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NH2与D
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UiO
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2(NH2)的光催化NO氧化性能图；
[0031]图8为本专利技术的UiO
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67、D
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UiO
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67
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NH2与D
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UiO
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67
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2(NH2)的NO2副产物累积图。
具体实施方式
[0032]下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明：
[0033]实施例1
[0034]如图1
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8所示，本专利技术提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光催化剂制备方法，其特征在于：该光催化剂制备方法，包括以下步骤：S1：将一定量锆盐、一定体积DMF与少许酸混合搅拌；S2：将一定量带氨基的有机配体与一定体积DMF混合搅拌；S3：将S1和S2中得到的溶液混合均匀，放入反应釜中，在一定温度下反应一定时间；S4：将得到的材料用DMF和无水乙醇分别洗涤离心，冷冻干燥，得到氨基修饰的缺陷锆基金属有机框架(D
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UiO
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mNH2)；S5：将D
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UiO
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67
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mNH2应用于空气中低浓度NO的去除。2.根据权利要求1所述的一种光催化剂制备方法，其特征在于：所述S1中使用的锆盐为柠檬酸锆、硝酸锆、氯化锆和八水合氧氯化锆。3.根据权利要求1所述的一种光催化剂制备方法，其特征在于：所述S1中使用的酸为盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、甲酸。4.根据权利要求1所述的一种光催化剂制备方法，其特征在于：所述S2中有机配体为带1～8个氨基的联苯二甲酸。5.根据权利要求1所述的一种光催化剂制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭平，毛振，李宇涵，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：