System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种金属负载的介孔铈基MOFs及其制备方法和应用技术_技高网

一种金属负载的介孔铈基MOFs及其制备方法和应用技术

技术编号:40395491 阅读:7 留言:0更新日期:2024-02-20 22:24
本发明专利技术公开了一种金属负载的介孔铈基MOFs及其制备方法和应用,以软模板作为模板剂,并经恒温温水浴搅拌后制备得到介孔铈基MOFs,并使用金属进行球磨负载。本发明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,在乙腈体系下,以三乙胺为牺牲剂,氯化三(2,2'‑联吡啶)钌(Ⅱ)为光敏剂,金属负载的介孔铈基MOFs能够将二氧化碳转化为一氧化碳,其催化转化速率最高可达313.4μmol·g<supgt;‑1</supgt;·h<supgt;‑1</supgt;。

【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是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


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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【技术保护点】

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。

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。

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【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...

【专利技术属性】
技术研发人员:庄桂林赵鼎
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:

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