【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于mof纳米催化剂开发，涉及一种mof限域贵金属复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、空气中的甲醛是典型的有毒气态污染物之一，广泛来源于家居建筑材料、装饰材料、生活用品等一次排放以及烹饪、吸烟等燃烧活动产生的挥发性有机物与臭氧等强氧化剂的二次反应，释放周期长至三到五年，具有鼻咽癌和白血病等致病风险。严重的甲醛污染已成为目前重要的公共环境卫生问题，加速了对强效除醛剂的迫切需求。
2、常温催化除醛剂能够原位活化空气中的o2，自发产生活性氧将甲醛催化转化为co2，适用于室内暗光或无照明的环境的甲醛治理。金属有机框架（mof）是由金属离子/离子簇与有机配体配位而成的多孔化合物，比表面积大、结构灵活及金属价态可调变，已经成为一类具有潜力的除醛催化剂。然而，目前大多数单一mof由于自身金属离子价态变化引起的电荷转移能力差，导致活化氧能力较低，只能在静态测试中表现出良好的除醛性能（“synergetic molecular oxygen activation and catalytic oxidation offormaldehyde over defective mil-88b(fe) nanorods at room temperature”，shupingzhang，yifan zhuo，chizoba i. ezugwu，chong-chen wang，chuanhao li，shengwei liu，environ. sci. technol.，第55卷第12期，第8341~8350页，2021年6月）
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种mof限域贵金属复合材料及其制备方法和应用，从而解决现有技术中mof活化氧能力较低，无法实现甲醛彻底去除的技术问题，同时解决了现有技术中mof负载贵金属的制备技术复杂的技术问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种mof限域贵金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：将锆盐和/或铪盐分散于n,n-二甲基甲酰胺与乙醇的混合溶剂中，制得金属盐溶液；所述锆盐和/或铪盐与n,n-二甲基甲酰胺以及乙醇的混合溶剂的比例为(0.5~1.6)g:50ml；将贵金属前驱体粉末分散于乙醇中，制得贵金属前驱体溶液；
5、s2：将所述金属盐溶液与贵金属溶液混合均匀，其中，金属盐与贵金属前驱体的质量比为(0.5~1.6)g:(3~12)mg，然后加入一元有机酸以及2-氨基对苯二甲酸，搅拌反应后，制得所述mof限域贵金属材料。
6、优选的，所述n,n-二甲基甲酰胺与乙醇的混合溶剂中，所述n,n-二甲基甲酰胺与乙醇的体积比为1:(5~1)；所述锆盐为四氯化锆、硝酸锆以及硝酸氧锆中的任意一种；铪盐为四氯化铪或硝酸氧铪；所述金属盐溶液的浓度为0.04~0.1mol/l。
7、优选的，所述贵金属前驱体为氯铂酸、氯铱酸和氯钯酸钠中的任意一种；所述贵金属前驱体溶液的浓度为0.12~0.48mg/ml。
8、优选的，当将锆盐和铪盐分散于n,n-二甲基甲酰胺与乙醇的混合溶剂中时，所述锆盐和铪盐的摩尔比为(0.8~0.2):(0.2~0.8)。
9、优选的，所述一元有机酸为甲酸、冰乙酸以及丙酸中的任意一种，所述一元有机酸与所述步骤s1中n,n-二甲基甲酰胺与乙醇混合溶剂的体积比为(3~8):(20~50)；所述2-氨基对苯二甲酸的浓度与金属盐溶液的摩尔浓度相同。
10、优选的，步骤s2中，搅拌反应的温度为120~140℃，时间为5~12h。
11、优选的，步骤s2中，搅拌反应后，还包括对产物进行离心洗涤，并在100~160℃下干燥12~20h，制得所述mof限域贵金属材料。
12、一种mof限域贵金属复合材料，通过上述的方法制得；所述复合材料中贵金属的粒径为2~3nm。
13、上述的一种mof限域贵金属复合材料在甲醛净化领域的应用。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
15、本专利技术公开一种mof限域贵金属复合材料的制备方法，该方法选择锆盐或铪盐（或两者混合），将其分散在由n,n-二甲基甲酰胺（dmf）与乙醇组成的混合溶剂中，其中dmf一方面作为溶剂用于溶解锆盐或铪盐，另一方面可以充当贵金属还原剂，乙醇降低溶剂整体粘度并提高挥发性，节约成本，这种溶剂组合有助于金属盐的均匀分散，为后续反应提供良好基础，并将贵金属前驱体粉末分散在乙醇中，形成均匀的溶液，这一步是确保贵金属能够均匀分布在mof结构中的关键；然后将金属盐溶液与贵金属前驱体溶液混合，随后加入一元有机酸作为调节剂以及2-氨基对苯二甲酸作为配体，一元有机酸的引入不仅有助于调节反应环境，使ph值介于3~5，还能与2-氨基对苯二甲酸产生竞争配位作用，从而在mof结构中引入缺陷，因为一元有机酸含有一个羧基，而2-氨基对苯二甲酸含有两个羧基，因此在配位过程中，可形成缺陷，提升催化性能。该方法原位利用dmf取代氯铂酸的pt4+与cl-的六配位构型，形成pt(co)2cl2，pt2+可与2-氨基对苯二甲酸的-nh2进行配位被原子化，pt0进一步被dmf还原并聚集成纳米粒子，因此避免了后续的二次还原过程，制备工艺简单，另外，通过有机酸与配体的竞争配位作用，在mof结构中引入缺陷，这些缺陷可以限域金属位点，提升催化剂的性能，另外，在mof形成的同时，实现贵金属纳米颗粒的原位生成和限域，避免了后续复杂的负载过程，提高了催化剂的稳定性和活性。并利用mof的高比表面积和孔道结构，结合贵金属的催化活性，实现了对甲醛的高效吸附和催化转化，同时，利用mof对原位还原的贵金属实现了原位限域，避免了贵金属在常规还原过程中的团聚，影响贵金属的催化性能。该方法工艺简单，设计合理，利用mof实现了贵金属的原本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种MOF限域贵金属复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种MOF限域贵金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述N,N-二甲基甲酰胺与乙醇的混合溶剂中，所述N,N-二甲基甲酰胺与乙醇的体积比为1:(5~1)；所述锆盐为四氯化锆、硝酸锆以及硝酸氧锆中的任意一种；铪盐为四氯化铪或硝酸氧铪；所述金属盐溶液的浓度为0.04~0.1mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种MOF限域贵金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述贵金属前驱体为氯铂酸、氯铱酸和氯钯酸钠中的任意一种；所述贵金属前驱体溶液的浓度为0.12~0.48mg/mL。
4.根据权利要求1所述的一种MOF限域贵金属复合材料的制备方法，其特征在于，当将锆盐和铪盐分散于N,N-二甲基甲酰胺与乙醇的混合溶剂中时，所述锆盐和铪盐的摩尔比为(0.8~0.2):(0.2~0.8)。
5.根据权利要求1所述的一种MOF限域贵金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述一元有机酸为甲酸、冰乙酸以及丙酸中的任意一种，所述一元有机酸与所述步骤S1中N,N-二甲基甲
6.根据权利要求1所述的一种MOF限域贵金属复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，搅拌反应的温度为120~140℃，时间为5~12h。
7.根据权利要求1所述的一种MOF限域贵金属复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，搅拌反应后，还包括对产物进行离心洗涤，并在100~160℃下干燥12~20h，制得所述MOF限域贵金属材料。
8.一种MOF限域贵金属复合材料，其特征在于，通过权利要求1~7中任意一项所述的方法制得；所述复合材料中贵金属的粒径为2~3nm。
9.权利要求8中所述的一种MOF限域贵金属复合材料在甲醛净化领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种mof限域贵金属复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种mof限域贵金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述n,n-二甲基甲酰胺与乙醇的混合溶剂中，所述n,n-二甲基甲酰胺与乙醇的体积比为1:(5~1)；所述锆盐为四氯化锆、硝酸锆以及硝酸氧锆中的任意一种；铪盐为四氯化铪或硝酸氧铪；所述金属盐溶液的浓度为0.04~0.1mol/l。
3.根据权利要求1所述的一种mof限域贵金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述贵金属前驱体为氯铂酸、氯铱酸和氯钯酸钠中的任意一种；所述贵金属前驱体溶液的浓度为0.12~0.48mg/ml。
4.根据权利要求1所述的一种mof限域贵金属复合材料的制备方法，其特征在于，当将锆盐和铪盐分散于n,n-二甲基甲酰胺与乙醇的混合溶剂中时，所述锆盐和铪盐的摩尔比为(0.8~0.2):(0.2~0.8)。
5.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇，彭仕琪，朱丹丹，
申请(专利权)人：中国科学院地球环境研究所，
类型：发明
国别省市：
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