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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化材料以及纳米材料,具体涉及一种金属负载的介孔铈基mofs及其制备方法和应用。
技术介绍
1、二氧化碳是一种温室气体,它的排放是人类活动的副产品,包括能源生产、交通运输、工业生产等。这些排放释放到大气中,会阻挡地球表面的热量向外散发,导致气温上升。
2、金属有机框架材料或金属有机骨架材料(metal organic frameworks,缩写:mofs)是新材料在金属有机材料(mom)中的一个重要分类,mofs是由有机配位键配位的金属原子或原子簇构成一维、二维或三维的结构。mofs运用广泛,有储氢,物质分离,选择性催化,二氧化碳捕获催化等等。虽然mofs可以合成各种孔径,但大多数mofs具有微孔范围(<2nm)的小孔,然而小孔径限制了基板的进入和框架中的传质。因此开发具有较大孔隙的金属有机框架材料非常重要。
3、铈是一种银白色、有光泽的金属,具有较高的光电化学反应性。铈应用领域非常广泛,几乎所有的稀土应用领域中都含有铈。铈的二氧化碳催化还原性能被广泛研究过,eeteng kho团队利用光照辐射镍基负载的催化剂床层引发加热效应以促进co2的转化,研究了不同组成的氧化铈-氧化钛复合氧化物载体及其对光热催化co2转化的影响。
4、近几年来,金属有机框架(mofs)作为载体,然后通过金属负载形成高效协同催化剂成为一个有效的方法。介孔mofs的高孔隙率和均匀掺杂等特性可以很好地继承到协同催化剂中,从而表现出优异的催化性能。因此,如何将mofs和金属结合制备一种具有较高催化性能的材料
技术实现思路
1、针对上述问题,本专利技术的目的在于提供一种金属负载的介孔铈基mofs及其制备方法。
2、具体的技术方案如下:
3、一种金属负载的介孔铈基mofs的制备方法,包括如下步骤:
4、1)将软模板剂加入至水中搅拌溶解,然后加入醋酸和高氯酸钠得到混合溶液;
5、2)将硝酸铈铵、对苯二甲酸加入至步骤1)的混合溶液中,并置于恒温水浴的条件下进行搅拌反应,将得到的反应产物经离心、洗涤之后,置于乙醇中浸泡,再经离心、干燥,得到介孔铈基mofs;
6、3)将通过步骤2)得到的介孔铈基mofs、金属化合物放入球磨机中,球磨得到金属负载的介孔铈基mofs。
7、进一步地,步骤1)中所述的软模板剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯醚共聚物或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段聚合物。
8、进一步地,所述的软模板剂、醋酸、水、高氯酸钠、硝酸铈铵和对苯二甲酸的质量之比为100-800:1:20-50:1000-3500:1000-3500:400-1400。
9、进一步地,步骤2)中所述的搅拌反应的温度为50-80℃,时间为15-40min,搅拌速度为500-1000rpm。
10、进一步地,步骤2)所述的浸泡为在搅拌状态下浸泡,温度为50-70℃,时间为24-48h,搅拌转速为500-1000rpm。
11、进一步地,步骤3)中金属化合物为六水合氯化钴、六水合氯化铁、六水合氯化镍或二水合氯化铜,优选为六水合氯化钴。
12、进一步地,金属化合物中的金属在介孔铈基mofs上的负载质量分数为0.25%-1.5%,球磨的转速为500-1000rpm,时间为4-8h。
13、一种采用上述的制备方法制备得到的金属负载的介孔铈基mofs,其比表面积为90-150m2/g,孔容为0.1-0.2cc/g,孔径为2-10nm。
14、一种金属负载的介孔铈基mofs在光催化还原二氧化碳中的应用。
15、本专利技术的有益效果在于:
16、本专利技术制备的负载金属的介孔铈基mofs具有优异的光催化二氧化碳还原为一氧化碳性能,其催化转化速率最高可达313.4μmol·g-1·h-1。
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1.一种金属负载的介孔铈基MOFs的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述的软模板剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯醚共聚物或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段聚合物。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的软模板剂、醋酸、水、高氯酸钠、硝酸铈铵和对苯二甲酸的质量之比为100-800:1:20-50:1000-3500:1000-3500:400-1400。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述的搅拌反应的温度为50-80℃,时间为15-40min,搅拌速度为500-1000rpm。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)所述的浸泡为在搅拌状态下浸泡,温度为50-70℃,时间为24-48h,搅拌转速为500-1000rpm。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中金属化合物为六水合氯化钴、六水合氯化铁、六水合氯化镍或二水合氯化铜。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,金属化合物中的金属在
8.一种采用如权利要求1所述的制备方法制备得到的金属负载的介孔铈基MOFs,其特征在于,其比表面积为90-150m2/g,孔容为0.1-0.2cc/g,孔径为2-10nm。
9.一种如权利要求8所述的金属负载的介孔铈基MOFs在光催化还原二氧化碳中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种金属负载的介孔铈基mofs的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述的软模板剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯醚共聚物或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段聚合物。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的软模板剂、醋酸、水、高氯酸钠、硝酸铈铵和对苯二甲酸的质量之比为100-800:1:20-50:1000-3500:1000-3500:400-1400。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述的搅拌反应的温度为50-80℃,时间为15-40min,搅拌速度为500-1000rpm。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)所述的浸泡为在搅...
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