[发明专利]一种缺陷NH2

说明书

本发明提供一种缺陷NH₂‑MIL‑125/EY光催化剂及其制备方法和应用，该光催化剂具有优异的光催化特性和NO降解性能。本发明首先制备NH₂‑MIL‑125中间体，然后对NH₂‑MIL‑125进行处理，在其结构中去掉配体形成缺陷，再将曙红Y与缺陷NH₂‑MIL‑125重新组装得到复合材料，即通过在具有结构缺陷的NH₂‑MIL‑125中暴露的金属团簇中引入更有效的光捕获部分曙红Y(EY)来获得重新组装的光催化剂，曙红Y具有宽太阳光谱响应性能和更有效的电荷传输速率，利用曙红Y替换NH₂‑MIL‑125中的部分配体，能够达到平衡能量收集和电荷传输之间的平衡的效果，从而有效地提高其光催化性能，用于分解水制氢或去除NO。

技术领域

本发明属于光催化剂技术领域，具体涉及一种缺陷NH₂-MIL-125/EY光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

光催化技术因其在生产可再生能源和净化污染物等方面的潜在应用而受到了极大的关注，如污染物降解、氮氧化物去除、二氧化碳还原和制氢等。光催化产氢因为其成本低、环境友好性、在环境温度下进行，现已被广泛应用。对于环境污染的主要污染物之一——NO，现也常用光催化技术来去除。光催化剂作为光催化技术的核心成分，目前还存在电子转移速率慢、载流子重组快、光稳定性差等固有缺陷。

金属有机骨架(MOF)是一种典型的具有半导体性质的多孔材料，具有独特的结构柔性、较大的比表面积和可调节的孔隙率，具有广阔的光催化应用前景。对于原始MOFs，配体-金属电荷转移(LMCT)是实现光催化反应的常用途径，金属阳离子通过强配位键与有机配体连接，配体的光吸收能力和电荷载体分离效率是非常关键的。比如NH₂-MIL-125(Ti)，属于氨基官能化Ti基MOFs，具有较好的晶体结构，它们的钛位点在框架内处于完全配位状态，可以通过配体到簇之间的电荷转移促进可见光驱动的光催化反应(LCCT)转变。然而，NH₂-MIL-125(Ti)结构中MOFs配体单元光敏性非常有限，光生电子-空穴对的复合率相对较高，导致其析氢能力和NO去除能力仍然无法满足使用要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种缺陷NH₂-MIL-125/EY光催化剂及其制备方法和应用，该光催化剂具有优异的光催化特性和NO降解性能。本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种缺陷NH₂-MIL-125/EY光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将2-氨基对苯二甲酸溶于溶剂一中，再加入异丙醇钛，室温搅拌10～30 min后，将混合溶液转移至聚四氟乙烯内衬，再将装有内衬的反应釜放入烘箱升温至100～120℃保温70～74h，反应结束后静置冷却至室温；之后离心，将得到的固体依次浸入DMF和甲醇中浸泡并离心；再将固体在80～100℃下真空干燥过夜，得到NH₂-MIL-125中间体；

(2)将NH₂-MIL-125中间体溶于H₂O中，在65～75℃加热搅拌1～3h，冷却至室温后离心并依次用去离子水和无水乙醇洗涤；再将固体在50～70℃下真空干燥不低于10h，得到缺陷NH₂-MIL-125中间体；

(3)将曙红Y溶于溶剂二中，加入缺陷NH₂-MIL-125中间体，超声处理 5～7min后，于室温～120℃保温反应不低于20h；之后离心，将得到的固体用去离子水洗涤；再将固体在80～90℃下真空干燥不低于10h，即得。

进一步地，所述步骤(1)中2-氨基对苯二甲酸和异丙醇钛的摩尔比为 15.8:9.7。

进一步地，所述溶剂一为无水甲醇和无水N，N-二甲基甲酰胺按照体积比为1：4的混合溶液。