一种制造技术

本发明专利技术涉及一种

【技术实现步骤摘要】
一种COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF复合材料的制备及光催化分解水


[0001]本专利技术涉及一种
COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF
复合材料的制备及光催化分解水
。

技术介绍

[0002]随着社会的高速发展和人口数量的不断增多，人类对能源的需求程度与日俱增，化石燃料的燃烧不可避免地导致了化石能源短缺和生态环境污染这两大问题
。
因此，开发利用清洁
、
可再生的绿色能源来代替的化石能源同时改变环境污染问题尤为重要
。
在众多能源中，氢能具有可再生
、
能量密度高
、
零污染等优点，被认为是解决能源危机最有前途的能源之一
。
通过以取之不尽的太阳能为驱动力光催化裂解水产生氢气和氧气是一种最为清洁有效的方式
。
但由于单组分光催化剂存在电子和空穴易复合的问题，使得裂解水的效率极低
。
因此构筑异质结，最大程度利用可见光，提高电子空穴分离效率是较为有效的方式
。
[0003]共价有机框架
(Covalent Organic Frameworks
，简称
COFs)
是一种新型的由共价键连接而成的晶态多孔材料，主要由
H、C、O、N
等轻质元素组成，具有纳米孔大小可调
、
高的比表面积
、
>预先设计的建筑单元
、
丰富的活性位点
、
可设计的链结构和可编程的拓扑结构等优点，使得
COFs
在气体吸附和分离
、
催化
、
传感
、
储能
、
光电转换等多个领域表现出极具潜力的应用前景并被广泛的开发
。
然而，单组分的
COFs
光催化剂存在电子空穴极易复合的问题，这限制了
COFs
光催化剂的产氢产氧活性
。
因此，构建异质结实现双组分光催化剂提高分解水效率成为了研究热点
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是要解决单组分光催化剂电子空穴易复合
、
分解水效率不高的问题，而提供一种
COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF
复合材料的制备方法及光催化分解水应用
。
[0005]本专利技术的一种
COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF
复合材料的制备方法是按以下步骤完成的：一
、COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF
复合材料的制备：将含有
PtNPS
的
N,N
‑
二甲基乙酰胺
(DMA)
溶液，
5,5
‑
二氨基
‑
2,2
‑
联吡啶，
1,3,5
‑
三醛基间苯三酚，
COF
‑
316
加入耐热玻璃管中，并依次加入邻二氯苯和
DMA
，在超声频率为
35
～
45KHz
的条件下超声处理
30
～
35min
，随后加入
6mol
·
L
‑1醋酸溶液，在液氮中循环冷冻脱气三次，密封后于
120℃
中加热
72h
，过滤并依次用
DMA
，乙醇洗涤数次，
60℃
真空干燥得到红棕色粉末即为
COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF
复合材料
。
步骤一中所述使用的含有
PtNPS
的
DMA
溶液的浓度为
2.96mg/ml
；步骤一中所述
PtNPS
与
TpBpy
‑
COF
的质量比为
0.05:1
；步骤一中所述
COF
‑
316
与
TpBpy
‑
COF
的质量比为
0.8:9.2
‑
4:6
；步骤一中所述
5,5
‑
二氨基
‑
2,2
‑
联吡啶和
1,3,5
‑
三醛基间苯三酚的摩尔比为
3:2
；步骤一中所述邻二氯苯
、DMA
和醋酸体积比
0.5:1.5:0.2
；步骤一中所述密封后于
120℃
中加热
72h。
上述的
COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF
复合材料在光催化分解水方面的应用
。
[0006]本专利技术的有益效果：本专利技术采用溶剂热法，以
5,5
‑
二氨基
‑
2,2
‑
联吡啶和
1,3,5
‑
三醛基间苯三酚为原料，原位加入
PtNPS
成功合成了
Pt@TpBpy
‑
COF
，但是该材料在可见光下分解水的效率较低为
96.0
μ
mol
·
h
‑1·
g
‑1。
因此该专利技术将
Pt@TpBpy
‑
COF
与另一种晶态多孔材料
COF
‑
316
进行复合，合成了
COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF
复合材料，该材料有效的提高了光催化分解水性能，产氢效率为
140.4
～
220.4
μ
mol
·
h
‑1·
g
‑1，产氧效率为
66.0
～
105.2
μ
mol
·
h
‑1·
g
‑1。
附图说明
[0007]图1为
COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF
材料的
X
‑
射线粉末衍射图；图2为
COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF
材料的红外光谱图；图3为
COF
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF
复合材料的制备，其特征在于该方法按以下步骤进行：一
、COF
‑
316/Pt@TpBpy
‑
COF
复合材料的制备：将含有
PtNPS
的
N,N
‑
二甲基乙酰胺
(DMA)
溶液，
5,5
‑
二氨基
‑
2,2
‑
联吡啶，
1,3,5
‑
三醛基间苯三酚，
COF
‑
316
加入耐热玻璃管中，并依次加入邻二氯苯和
DMA
，在超声频率为
35
～
45KHz
的条件下超声处理
30
～
35min
，随后加入
6mol
·
L
‑1醋酸溶液，在液氮中循环冷冻脱气三次，密封后于<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤鸣，栾冰冰，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：