[发明专利]金属基底上原位生长MOF的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种金属基底上原位生长MOF的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将金属源分散在DMF中搅拌均匀，再加入配体，继续搅拌均匀；待配体完全溶解后加入酸性溶液，继续搅拌均匀；

S2、在搅拌均匀的混合液中加入预处理后的金属基底，然后置于微波反应釜中进行微波合成反应，微波合成反应的条件为：以10～20℃/min的升温速率升温5～10min，控制微波功率为800～1400w，初始压力为0～35bar，反应温度为80～200 ℃，反应时间为10～60min，反应结束并冷却至室温后，取出MOF和金属基底复合材料，洗涤干燥后，得到催化剂，该催化剂中金属基底产生的离子与MOF配位，使MOF材料生长在金属基底上；

其中，所述的金属源采用锆盐，所述的配体采用2–氨基对苯二甲酸；

所述的金属基底为镍泡沫；

MOF材料中的金属源与配体的物质的量之比1:0.5～1:5。

2.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，金属基底的预处理步骤为：

将金属基底置于丙酮溶液中超声处理除去表面油污，然后置于盐酸溶液中去除表面氧化物，接着用乙醇清洗干净，最后在真空烘箱中干燥，得到处理过的金属基底。

3.根据权利要求1或2所述的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中：

所述的锆盐选自四氯化锆、硝酸锆和硫酸锆中的任一种或多种。

4.一种根据权利要求1-3任一项所述的制备方法制备得到的金属基底上原位生长MOF的催化剂，其特征在于：

该催化剂中金属基底产生的离子与MOF配位，使MOF材料生长在金属基底上。

5.根据权利要求4所述的催化剂的应用，其特征在于：

该催化剂作为光阳极材料进行可见光光电氧化NO_X。

6.根据权利要求5所述的催化剂的应用，其特征在于，该催化剂作为光阳极材料进行可见光光电氧化NO_X的步骤为：

在反应容器内，将MOF/金属基底作为液相电化学电池的光电阳极串联组装，并在液相电化学电池中放置铂片作为辅助电极和工作电极、饱和Ag/AgCl电极作为参比电极；向反应容器内通入污染气NOx，并提供可见光光源对容器内的催化剂进行光催化；实现对NO_X的光电催化氧化。

7.根据权利要求6所述的催化剂的应用，其特征在于：

控制污染气的流速为1000～6000 SCCM；

和/或；

利用波长为420 nm氙灯作为光源，对催化剂进行照射；

和/或；

控制对液相电化学电池施加外加偏压。