一种氟化制造技术

本发明专利技术公开了一种氟化

【技术实现步骤摘要】
一种氟化COFs限域Pd纳米团簇光催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及光催化领域，具体涉及的是一种氟化
COFs
限域
Pd
纳米团簇光催化剂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]过氧化氢是一种绿色清洁和环境友好的氧化剂，被广泛应用于环境治理
、
医疗
、
工业等领域
。
但是在传统氧化蒽醌法制备过氧化氢过程中存在诸多问题，例如高能耗
、
高污染
、
产生有害副产品等
。
这会导致严重的能源消耗和环境问题
。
因此，发展新型绿色过氧化氢的制备方法是领域发展的亟需
。
光催化制备过氧化氢是利用太阳光驱动氧气还原制备过氧化氢
。
由于其具有零污染
、
零排放
、
低能耗等优势，已经成为世界研究的热点
。
[0003]具有高稳定性和高活性的光催化剂是光催化制过氧化氢的核心
。Pd
纳米团簇被认为是催化过氧化氢的最佳活性元素
。
将
Pd
纳米团簇分散到光活性物质表面是制备高性能光催化剂的通用方法
。
但是随着粒径的降低，高比表面能的
Pd
纳米团簇会发生严重的团聚，进而影响催化性能
。
因此，迫切需要发展新型策略制备高稳定性
Pd
基光催化剂
。
>
技术实现思路

[0004]为解决
Pd
纳米团簇在光催化制过氧化氢过程中易团聚
、
活性低等问题，本专利技术提供了一种氟化
COFs
限域
Pd
纳米团簇光催化剂及其制备方法和应用，本专利技术的方法是将
Pd
纳米团簇限域到氟化
COFs(
共价有机框架
)
构筑的有序纳米腔结构中，氟元素增强了
Pd
与
COFs
载体的作用力和改变纳米限域微环境，同时提升了
Pd
纳米团簇的稳定性和催化活性
。
[0005]本专利技术首先提供了一种光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0006](1)
将氨基有机前驱体
、
氟功能化的醛基有机前驱体和酸催化剂分散到溶剂1中，进行反应，制备得到氟化
COFs
；
[0007](2)
将
Pd
前驱体和所述氟化
COFs
加入溶剂2中，加入还原剂反应，制备得到所述光催化剂
。
[0008]上述的制备方法，步骤
(1)
中，所述氨基有机前驱体为
1,3,6,8
‑
四
‑
(
对胺基苯基
)
‑
芘
、5,10,15,20
‑
四
(4
‑
氨基苯
)
‑
21H,23H
‑
卟啉
、1,3,5
‑
三
(4
‑
氨基苯基
)
苯和
2,4,6
‑
三
(4
‑
氨基苯基
)
‑
1,3,5
‑
三嗪中的至少一种；
[0009]所述氟功能化的醛基有机前驱体为对
2,5
‑
二氟对苯二甲醛，
2,3,5,6
‑
四氟对二苯甲醛；
[0010]所述酸催化剂为乙酸或对苯甲磺酸；
[0011]所述溶剂1为正丁醇和邻二氯苯；具体的，所述正丁醇和邻二氯苯的体积比可为
1:3
～
3:1
；具体可为
1:1、3:1
或
1:3。
[0012]上述的制备方法中，所述氨基有机前驱体和氟功能化的醛基有机前驱体的质量比为
3:2
～
2:1
；具体可为
3:2
；
[0013]所述酸催化剂与氨基有机前驱体的体积质量比为
0.5
μ
L:1mg
～3μ
L:1mg。
[0040]1)
称取
30mg 2,4,6
‑
三
(4
‑
氨基苯基
)
‑
1,3,5
‑
三嗪
(TAPT)
和
20mg 2,3,5,6
‑
四氟对二苯甲醛
(TFPA)
加入到
1.5mL
邻二氯苯和
1.5mL
正丁醇混合溶液中，
50Hz
超声
10min
，加入
20
μ
L
乙酸，在
120℃
条件下反应
72h
，过滤
、
对所得固体进行干燥，制备得到
TAPT
‑
TFPA COFs
材料
。
[0041]2)
将步骤
1)
中的
50mg TAPT
‑
TFPA COFs
材料与1％的氯钯酸钾
(
氯钯酸钾质量占
TAPT
‑
TFPA COFs
材料质量的1％
)
充分混合于
20mL
乙二醇中，
100rpm
转速下搅拌
2h。
[0042]3)
将
50mg
柠檬酸钠加入到步骤
2)
溶液中，加热到
60℃
反应
5h。
最终过滤得到
TAPT
‑
TFPA COFs
限域
Pd
纳米团簇
(TAPT
‑
TFPA COFs@1
％ Pd NCs)。
[0043]4)
将步骤
3)
制备的
TAPT
‑
TFPA COFs@1
％ Pd NCs
催化剂用于光催化产过氧化氢测试
。
取
10mg
催化剂加入到
10
％
(v/v)
的乙醇水溶液中，超声
10
分钟使催化剂充分分散
。
然后通入
15
分钟氧气密封后放置到可见光光源下
(
本实施例具体用的是氙灯，
Microsolar300
，
Beijing Perfectlight本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)
将氨基有机前驱体
、
氟功能化的醛基有机前驱体和酸催化剂分散到溶剂1中，进行反应，制备得到氟化
COFs
；
(2)
将
Pd
前驱体和所述氟化
COFs
加入溶剂2中，加入还原剂反应，制备得到所述光催化剂
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤
(1)
中，所述氨基有机前驱体为
1,3,6,8
‑
四
‑
(
对胺基苯基
)
‑
芘
、5,10,15,20
‑
四
(4
‑
氨基苯
)
‑
21H,23H
‑
卟啉
、1,3,5
‑
三
(4
‑
氨基苯基
)
苯和
2,4,6
‑
三
(4
‑
氨基苯基
)
‑
1,3,5
‑
三嗪中的至少一种；所述氟功能化的醛基有机前驱体为对
2,5
‑
二氟对苯二甲醛，
2,3,5,6
‑
四氟对二苯甲醛；所述酸催化剂为乙酸或对苯甲磺酸；所述溶剂1为正丁醇和邻二氯苯；具体的，所述正丁醇和邻二氯苯的体积比可为
1:3
～
3:1。3.
根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述氨基有机前驱体和氟功能化的醛基有机前驱体的质量比为
3:2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭少军，刘友星，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：