过渡金属原子掺杂改性的金属有机框架材料CuTM-BTC光催化剂及其应用制造技术

本发明专利技术属于光催化技术领域，涉及一种过渡金属原子改性的金属有机框架材料CuTM‑BTC光催化剂，其晶胞结构为面心立方晶体，空间群为FM‑3M；内部包含大的三维正交的方形主孔道和多个八面体侧袋，主孔道与侧袋通过铜二聚体结构相互连通，形成孔道‑孔笼结构；所述光催化剂的Cu‑BTC金属节点结构是由铜二聚体和四个均苯三甲酸BTC组成的桨轮形结构的小单元，将两个金属铜节点的中任一替换为过渡金属原子。本发明专利技术所公开的光催化剂可作为光阴极、光阳极催化表面，具有优异的化学稳定性、合适的带隙及带边位置，能够驱动析氢反应和析氧反应，能够响应可见光；光催化剂充分利用太阳能，直接把光能转化为化学能，没有碳排放，能有效保护环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光催化，涉及金属有机框架材料，尤其涉及一种过渡金属原子改性的金属有机框架材料cutm-btc光催化剂及其应用。

技术介绍

1、由于其简单、高效、经济、绿色可持续的优点，光催化技术一直备受关注。

2、光催化剂是光催化反应能够发生的关键，需要深入了解光催化的反应机理，进而才能对光催化材料进行有针对性的研究和开发。在一个完整的光催化过程中，光催化剂首先被能量大于其带隙的光子激发，产生激发态的光生载流子，然后光生载流子发生分离，分别向光催化剂表面扩散，最后分别与表面吸附的物质发生氧化反应和还原反应，从而太阳能得以转化为化学能。迄今为止，种类繁多的半导体材料已被广泛应用于光催化完全分解水领域，但是产氢效率低、稳定性差、成本高等问题限制了其在光催化完全分解水领域的实际应用，为了克服以上缺点，需要开发高效、稳定、廉价的光催化剂。

3、金属有机框架材料(mofs)因为其高比表面积以及灵活易调节的结构引起了研究人员强烈的兴趣，近些年被广泛用于各个领域，尤其是光催化领域。由于不同组分的电荷转移以及电荷跃迁，mofs能有效促进光激发下光生载本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种过渡金属原子掺杂改性的金属有机框架材料CuTM-BTC光催化剂，其特征在于：其晶胞结构为面心立方晶体，空间群为FM-3M；内部包含大的三维正交的方形主孔道和多个八面体侧袋，主孔道与侧袋通过铜二聚体结构相互连通，形成孔道-孔笼结构；所述光催化剂的Cu-BTC金属节点结构是由铜二聚体和四个均苯三甲酸BTC组成的桨轮形结构的小单元，将两个金属铜节点的中任一替换为过渡金属原子TM即为CuTM-BTC。

2.根据权利要求1所述的过渡金属原子掺杂改性的金属有机框架材料CuTM-BTC光催化剂，其特征在于：所述的过渡金属原子TM包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、钇、锆、铌、钼、钌...

【技术特征摘要】

1.一种过渡金属原子掺杂改性的金属有机框架材料cutm-btc光催化剂，其特征在于：其晶胞结构为面心立方晶体，空间群为fm-3m；内部包含大的三维正交的方形主孔道和多个八面体侧袋，主孔道与侧袋通过铜二聚体结构相互连通，形成孔道-孔笼结构；所述光催化剂的cu-btc金属节点结构是由铜二聚体和四个均苯三甲酸btc组成的桨轮形结构的小单元，将两个金属铜节点的中任一替换为过渡金属原子tm即为cutm-btc。

2.根据权利要求1所述的过渡金属原子掺杂改性的金属有机框架材料cutm-btc光催化剂，其特征在于：所述的过渡金属原子tm包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、铪、钽、钨、铼、锇、铱或铂中的任一种。

3.根据权利要求1所述的过渡金属原子掺杂改性的金属有机框架材料cutm-btc光催化剂，其特征在于：所述cutm-btc光催化剂之中，过渡金属原子或cu原子作为催化活性中心。

4.根据权利要求1所述的过渡金属原子掺杂改性的金属有机框架材料cutm-btc光催化剂，其特征在于：所述过渡金属原子与cu原子能自发成键，其键长在0.24～0.28nm之间。

5.根据权利要求1所述的过渡金属原子掺杂改性的金属有机框架材料cutm-btc光催化剂，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖蓓蓓，黄旭，刘锦茹，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：