[发明专利]一种MOF-303/g-C3

说明书

本发明公开了一种MOF‑303/g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;异质结材料及其制备方法与应用，属于材料制备和光催化还原COsubgt;2/subgt;的技术领域。本发明所制备的MOF‑303/g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;异质结材料来源广泛，价格低廉，制备方法简单，反应条件温和，无污染；巨大的比表面积有利于COsubgt;2/subgt;分子的吸附活化；良好的吸光性能和界面间氢键作用可以加快电子转移能力，提高光催化COsubgt;2/subgt;还原的效率，和热值更高的燃料CHsubgt;4/subgt;的产量。本发明通过构建MOF‑303/g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;复合材料，利用两种材料的优势，首次将MOF‑303材料拓展到光催化COsubgt;2/subgt;还原领域，显著提高光催化剂的效率，模拟自然光合作用，将COsubgt;2/subgt;还原为高附加值燃料。

技术领域

本发明属于材料制备和光催化还原CO₂技术领域，更具体地说，涉及一种MOF-303/g-C₃N₄异质结材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着工业的快速发展以及化石燃料的燃烧，CO₂排放量也逐年增加，由此带来的环境问题也越来越受到人们的重视。利用光催化剂，模拟自然光合作用，通过光将CO₂还原为高附加值燃料是一项行之有效的策略。

近年来，金属有机框架材料(MOFs)因其巨大的比表面积，超高的孔隙率以及良好的催化性能收到了人们的广泛关注。MOF-303是一种由铝氧八面体作为二级构筑单元和1-H-3，5-吡唑二羧酸作为连接器构成的MOF材料。MOF-303因其巨大的表面积和良好的吸附性能在沙漠集水以及污水中重金属的富集方面具有十分广泛的应用，但是在催化领域的应用较少。我们研究发现，MOF-303在光催化CO₂还原方面具有十分巨大的潜力，但因其吸光性能较差，带隙较宽，限制了其在光催化方面的应用。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)因其较窄的带隙宽和优异的吸光性能，在光催化领域具有一定的优势。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种MOF-303/g-C₃N₄异质结材料。本发明还要解决的一个技术问题在于提供前述材料的制备方法。本发明最后所要解决的技术问题在于提供所述MOF-303/g-C₃N₄异质结材料在光催化还原CO₂中的应用。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种MOF-303/g-C₃N₄异质结材料的制备方法，具体包括：

将1-H-3，5-吡唑二甲酸溶于NaOH溶液中，六水合氯化铝溶于水至澄清，将两种溶液混合，然后加入g-C₃N₄，将混合物恒温反应，过滤反应后的溶液得到黄色产物；多次洗涤后真空干燥。

进一步地，所述的g-C₃N₄制备方法为：将尿素置于瓷坩埚中，将其置于马弗炉中煅烧，煅烧结束后冷却至室温后取出。

进一步地，所述的煅烧条件为550℃恒温保持4h。

进一步地，所述的1-H-3，5-吡唑二甲酸与六水合氯化铝用量摩尔比为1∶1。

进一步地，所述的恒温反应条件为100℃恒温保持24h。

进一步地，所述的真空干燥条件为60℃真空干燥12h。

所述方法制得MOF-303/g-C₃N₄复合材料。