【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及mof催化剂，具体涉及一种双金属掺杂mof催化剂及其合成方法和应用。
技术介绍
1、光催化固氮反应在是将太阳能转化直接为化学能，利用自然界丰富的氮气和水借助催化剂在太阳光照下还原为氨，实现了能源与环境的双赢，符合当下的可持续发展战略。各种光催化剂，如氧化锌、氧化铁、g-c3n4等，被广泛应用于光催化固氮反应。然而，经典的有机金属配合物由于其产率低、催化失活速度快以及催化成本高，尚未得到实际应用。
2、nh2-mil-125-ti凭借其大的比表面积和高度有序的孔隙结构，有助于反应物的传质，得到广泛应用。然而由于其单一的活性位点，活性位点不够强而使得光催化固氮效率并不理想。
3、因此，如何制备一种固氮效率高的光催化剂是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种双金属掺杂mof催化剂及其合成方法和应用。
2、为了解决nh2-mil-125-ti电子转移效率低的问题，本专利技术将ni金属引入到原材料中，通过修饰nh2-mil-125-ti中的钛氧团簇的电子结构，开发了一种靶向性能的mofs材料。镍比钛的电负性更强，因此nh2-mil-125钛团簇o原子周围的镍可以改变钛团簇的电子结构，从而提高了电荷转移效率和光催化固氮性能。
3、本专利技术的技术解决方案如下:
4、本专利技术第一方面提供一种双金属掺杂的mof的合成方法，包括以下步骤:
5、s
6、s2、制备不同ni、ti比例的金属有机框架材料nh2-mil-125-ni,ti:先将二氨基对苯二甲酸(nh2-bdc)放入n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和甲醇(meoh)中在室温下充分混合搅拌，之后加入不同含量的ni前驱体溶液继续搅拌，最后加入钛酸四丁酯(tbt)搅拌一段时间后放入烘箱中进行反应，反应结束后冷却，用n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和甲醇(meoh)洗涤后烘干，得到不同ni、ti比例的nh2-mil-125-ni,ti。
7、优选的，所述的步骤s1中，ni前驱体溶液的浓度为1-3mg/ml。
8、优选的，所述的步骤s1中，ni(no3)·6h2o、n,n-二甲基甲酰胺和甲醇之间的配比为0.1-0.5g:10-50ml:10-50ml；即ni(no3)·6h2o的加入量为0.1-0.5g，n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和甲醇(meoh)的加入量都是10-50ml。
9、优选的，所述的步骤s1中，在室温下搅拌，搅拌时间为10-30min。
10、优选的，所述的步骤s2中，二氨基对苯二甲酸、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇和ni前驱体溶液之间的配比为0.5-2g:10-50ml:10-50ml:2-8ml。即二氨基对苯二甲酸(nh2-bdc)的加入量为0.5-2g，n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和甲醇(meoh)的加入量都是10-50ml，ni前驱体体溶液的加入量为2-8ml。
11、更优选的，所述的步骤s2中，ni前驱体体溶液的加入量分别为2-5ml或3-6ml或5-8ml。
12、优选的，所述的步骤s2中，ni和ti的摩尔比为0.5-1.5:100-150。更优选地，ni和ti的摩尔比为0.5:100-150mol或1:100-150mol或1.5:100-150mol。
13、优选的，所述的步骤s2中，先将二氨基对苯二甲酸(nh2-bdc)放入n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和甲醇(meoh)中，在室温下的混合搅拌时间为10-30min，之后加入所述步骤s1中的ni前驱体溶液继续搅拌10-30min，最后加入钛酸四丁酯(tbt)后的搅拌时间为10-30min。
14、优选的，所述的反应烘箱温度为100-180℃，所述的干燥方式为真空干燥，所述干燥温度为40-80℃。
15、本专利技术的第二方面提供一种上述的合成方法得到双金属掺杂mof催化剂。
16、本专利技术的第三方面提供一种上述的双金属mof催化剂在光催化固氮上的应用。光催化剂直接加入水中，并转移至反应器中，整个过程在n2气氛下光照反应。
17、申请人发现通过在金属有机框架材料nh2-mil-125-ti的金属节点上引入新的金属节点，在双金属的共同作用下起到高效氮气还原的目的。因此，本专利技术通过在nh2-mil-125-ti的金属节点上引入ni原子，通过ni原子掺杂来调控nh2-mil-125-ti的金属团簇，以达到调节电子转移的行为，从而进行高效的光催化固氮反应。
18、本专利技术至少具有以下有益效果之一:
19、1、本专利技术合成工艺流程简单，可操作性强，具有广阔的应用前景。并且本专利技术催化剂的合成方法，可以通过合理调整配体和金属离子的量来提高mof的产量。
20、2、本专利技术制得的催化剂nh2-mil-125-ni,ti的形貌均匀，颗粒大小规整。
21、3、本专利技术通过将ni掺入到nh2-mil-125-ti中，首次用于光催化固氮，并且，本专利技术催化剂通过将ni金属掺入nh2-mil-125-ti中发现催化固氮活性是原来材料的三倍，大大提高了光催化固氮性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种双金属掺杂的MOF的合成方法，其特征在于，包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种双金属掺杂的MOF的合成方法，其特征在于，所述步骤S1中，Ni前驱体溶液的浓度为1-3mg/mL。
3.根据权利要求1所述的一种双金属掺杂的MOF的合成方法，其特征在于，所述步骤S1中，Ni(NO3)·6H2O、N,N-二甲基甲酰胺和甲醇之间的配比为0.1-0.5g:10-50mL:10-50mL，在室温下搅拌时间为10-30min。
4.根据权利要求1所述的一种双金属掺杂的MOF的合成方法，其特征在于，所述步骤S2中，二氨基对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇和Ni前驱体溶液之间的配比为0.5-2g:10-50mL:10-50mL:2-8mL。
5.根据权利要求1所述的一种双金属掺杂的MOF的合成方法，其特征在于，所述步骤S2中，Ni和Ti的摩尔比为0.5-1.5:100-150。
6.根据权利要求1所述的一种双金属掺杂的MOF的合成方法，其特征在于，所述步骤S2中，先将二氨基对苯二甲酸加入N,N-二甲基甲酰胺和甲醇中，在室
7.根据权利要求1所述的一种双金属掺杂的MOF的合成方法，其特征在于，所述步骤S2中，烘箱温度为100-180℃。
8.根据权利要求1所述的一种双金属掺杂的MOF的合成方法，其特征在于，所述步骤S2中，反应结束后冷却，用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇洗涤后真空烘干，干燥温度为40-80℃。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的合成方法得到双金属掺杂MOF催化剂。
10.一种如权利要求9所述的双金属MOF催化剂在光催化固氮上的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种双金属掺杂的mof的合成方法，其特征在于，包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种双金属掺杂的mof的合成方法，其特征在于，所述步骤s1中，ni前驱体溶液的浓度为1-3mg/ml。
3.根据权利要求1所述的一种双金属掺杂的mof的合成方法，其特征在于，所述步骤s1中，ni(no3)·6h2o、n,n-二甲基甲酰胺和甲醇之间的配比为0.1-0.5g:10-50ml:10-50ml，在室温下搅拌时间为10-30min。
4.根据权利要求1所述的一种双金属掺杂的mof的合成方法，其特征在于，所述步骤s2中，二氨基对苯二甲酸、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇和ni前驱体溶液之间的配比为0.5-2g:10-50ml:10-50ml:2-8ml。
5.根据权利要求1所述的一种双金属掺杂的mof的合成方法，其特征在于，所述步骤s2中，ni和ti的摩尔比为0.5...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。