[发明专利]一种Fe2 有效
| 申请号： | 202111194836.6 | 申请日： | 2021-10-13 |
| 公开（公告）号： | CN113832479B | 公开（公告）日： | 2023-03-14 |
| 发明（设计）人： | 吴湘锋;刘旭涛;王惠;王泽宏;李岩;刘金鹏;王晨旭 | 申请（专利权）人： | 石家庄铁道大学 |
| 主分类号： | C25B1/04 | 分类号： | C25B1/04;C25B1/55;C25B11/095 |
| 代理公司： | 天津睿勤专利代理事务所(普通合伙) 12225 | 代理人： | 孟福成 |
| 地址： | 050000 河*** | 国省代码： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 fe base sub | ||
本发明提供了一种Fe2O3(Ti)@NH2‑MIL‑101(Fe)复合光电催化剂及其制备方法，将Fe2O3(Ti)纳米阵列和2‑氨基对苯二甲酸充分分散在DMF中；将混合液置于内衬聚四氟乙烯的水热反应釜中，并在100‑140℃下水热反应16‑24小时；将水热反应釜中的产物使用DMF和乙醇进行充分洗涤后，再将其在真空干燥箱中干燥至恒重，得到具有核壳结构的Fe2O3(Ti)@NH2‑MIL‑101(Fe)复合光电催化剂。本发明采用溶剂热法制备得到Fe2O3(Ti)@NH2‑MIL‑101(Fe)复合光电催化剂，其工艺相对简单；制备出的Fe2O3(Ti)@NH2‑MIL‑101(Fe)复合光电催化剂，壳层厚度可控，光电性能优良，对开发分解水制氢的光电极材料具有显著借鉴意义。
技术领域
本发明属于光电催化材料技术领域，特别涉及一种Fe2O3(Ti)@NH2-MIL-101(Fe)复合光电催化剂及其制备方法。
背景技术
由于传统化石燃料的过度使用造成全球性的环境污染与能源危机问题日益威胁着人类的生存和发展，因此寻求清洁、可再生能源变得迫在眉睫。氢能属于一种高能量密度的清洁能源，常被认为是连接化石能源向可再生能源过渡的主要桥梁，然而氢能极少单独存在于地球上，常以化合物出现，必须通过其他能源转换才能生产。光电催化分解水制氢是利用太阳能制备氢能的理想途径之一，它利用光电催化材料在光照和少量电能辅助下实现可见光驱动水分解为氢气和氧气。因此，开发出光电催化剂的意义不言而喻。
Fe2O3因其带隙能为1.9-2.1eV，对可见光敏感，在地壳中含量丰富，无毒，热稳定性好，光电性能好，成为了科研工作者们纷纷关注的对象。但是Fe2O3自身也存在一定的缺点，如光生空穴扩散距离短、光吸收系数低、光生载流子寿命短等，限制了其进一步应用。针对这些不足，科研工作者们做了很多探索，如元素掺杂、沉积贵金属助催化剂等。其中，元素掺杂是一种提高Fe2O3导电率和电荷分离效率的有效办法。在众多的掺杂元素中，Ti元素的效果突出，但是相对于实际需要，其提升幅度仍然有限。科研工作者们发现在此基础上利用沉积贵金属助催化剂方法可以降低材料的表面反应动力学能垒，进一步改善其光电性能。但是这个方法带来的另一个不足是贵金属成本比较高昂。如果能实现对上述两种方法取长补短，既控制成本，又能显著提高Fe2O3的光电性能，将具有显著的研究意义。作为金属原子或团簇和有机配体以配位键结合的金属有机框架材料，具有比较大的比表面积、良好的光催化效果，每一个金属团簇都是一个活性位点，比较均匀分布在整个材料中，而且成本不高，被誉为理想的助催化剂。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种Fe2O3(Ti)@NH2-MIL-101(Fe)复合光电催化剂及其制备方法，制备了一种具有核壳结构的钛掺杂Fe2O3/金属有机框架材料[Fe2O3(Ti)@NH2-MIL-101(Fe)]复合光电催化剂，工艺相对简单，光电性能良好，对开发分解水制氢气的光电极材料具有显著借鉴意义。
本发明采用的技术方案是：一种Fe2O3(Ti)@NH2-MIL-101(Fe)复合光电催化剂及其制备方法，包括以下步骤：
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