【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化材料，尤其是涉及一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂及其制备与应用。
技术介绍
1、近年来，传统化石能源的大量燃烧导致了能源短缺，环境污染和全球变暖等一系类严重的问题，正在不断影响着人们的生产生活方式。解决传统化石能源的大量燃烧排放的过量co2对于缓解气候变化和能源危机具有重要意义。其中太阳能驱动的光催化二氧化碳还原成为了最有前途的方式之一，不仅在于其对于太阳能的一个有效利用，还在于光引发化学反应，co2可以被还原生成化学燃料。光催化还原co2由于利用的是太阳能这种清洁能源，所以并不会产生任何的环境污染，同时又可以达到减少环境中co2浓度的目的，同时产生物质又可为人类能源所使用，可谓是一举三得。然而，由于co2分子非常稳定，活化co2需要大量的能量。因此，开发有效的人工催化剂来活化并将co2转化是非常重要的。
2、金属有机框架材料(metal-organic frameworks，mofs)是基于金属离子和有机配体自组装形成的配位框架材料，它可能具有金属的特性，也可能具有有机配体的特性，还可能具有金属和有机配体均没有的新性能。作为一种具有高比表面积和可调节孔结构的新型孔道骨架材料已经应用于co2吸附和光还原co2的实验中。近年来，mofs因同时具有优异的热稳定性和化学稳定性，在催化领域受到越来越广泛的关注与研究。铟基金属有机骨架材料除具有mofs材料普遍的特性外，其六方棱形空心结构与本身材料的低毒性成为光催化还原co2的良好催化材料之一。
3、电子束辐照作为一种新型改性材料的技术，已被
4、光敏剂具有较高的光催化还原效率、优异的光敏性和独特的拓扑结构，可以在溶液体系中独立使用，改善光催化作用。光敏剂被广泛用于光催化领域是因为它们被众所周知的优异的光捕获和光催化性能。但是，目前将光敏剂直接添加到溶液中作用的方案存在一些缺点：光敏剂与催化剂之间的相互作用太弱，限制了光生电子的传递效率，从而降低了光催化还原活性。因此，通常需要较大浓度的光敏剂来解决这一缺点。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂及其制备与应用。本专利技术首先通过水热法制备得到铟基金属有机骨架材料，然后采用电子束辐照技术对铟基金属有机骨架材料进行辐照处理，得到缺陷型铟基金属有机骨架材料，进一步将其与光敏剂材料复合得到缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂。本专利技术中，经电子束辐照处理得到的铟基金属有机骨架材料形成了缺陷位点进而提升了光生载流子分离效率高、增加了其在可见光范围的响应能力。通过优化电子束辐照剂量，光催化co2 3h后产甲烷的量比铟基金属有机骨架复合材料提高了70μmol/g，甲烷选择性>75％。因此，本专利技术的缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂能够用于光催化还原co2领域，以提高co2的光催化还原效率及还原产物的选择性。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术的第一个目的是提供一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、(s1)将铟基金属源与有机配体溶解后混匀，水热反应得到铟基金属有机骨架材料；
5、(s2)通过电子加速器对步骤(s1)得到的铟基金属有机骨架材料进行辐照处理，得到缺陷型铟基金属有机骨架材料；
6、(s3)将步骤(s2)得到的缺陷型铟基金属有机骨架材料与光敏剂复合，静电吸附反应后得到缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂。
7、在本专利技术的一个实施方式中，步骤(s1)中，铟基金属源与有机配体的摩尔比为1：0.8～1.4。
8、在本专利技术的一个实施方式中，所述铟基金属源选自硝酸铟、硫酸铟、氯化铟或醋酸铟中的一种或几种；
9、所述有机配体选自对苯二甲酸、均苯三甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、2-氨基对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、4,4’-二氧联苯-3,3’-二羧酸、5’-(4-羧基苯)-2’-羟基-[1,1’：3’,1”-三苯基]-4,4”二羧酸、4,4’,4”-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(氧基)三苯甲酸、5-氨基间苯二甲酸或3,3’,5,5’-偶氮苯四羧酸中的一种或几种。
10、在本专利技术的一个实施方式中，铟基金属源与有机配体溶解于有机溶剂中；
11、所述有机溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、n,n-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二乙二醇单甲醚或二甲基亚砜中的一种或几种。
12、在本专利技术的一个实施方式中，步骤(s1)中，水热反应过程中，温度为80～120℃，时间为24～48h。
13、在本专利技术的一个实施方式中，步骤(s2)中，辐照处理过程中，电子束辐照剂量为10～1000kgy，电子束辐照的输出电流为1～50ma。
14、优选地，电子束辐照剂量为100～700kgy。
15、在本专利技术的一个实施方式中，步骤(s3)中，缺陷型铟基金属有机骨架材料与光敏剂的质量比为0.5～10：1。
16、优选地，缺陷型铟基金属有机骨架材料与光敏剂的质量比为2：1。
17、在本专利技术的一个实施方式中，所述光敏剂选自ru(dcbpy)3cl2、[ir(ppy)2(bpy)]cl、cu-tpaphen或[re(bpy)(co)3cl]中的一种或几种。
18、在本专利技术的一个实施方式中，步骤(s3)中，静电吸附反应过程中，温度为60～120℃，时间为6～18h。
19、本专利技术的第二个目的是提供一种通过上述方法制备得到的缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂。
20、本专利技术的第三个目的是提供一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂在光催化还原co2中的应用。
21、在本专利技术的一个实施方式中，光催化还原co2的过程中，包括以下步骤：
22、(a1)将缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂加入到光催化反应器中；
23、(a2)向步骤(a1)的光催化反应器中加入三乙醇胺和水；
24、(a3)向步骤(a2)的光催化反应器中持续通入co2气体，用300w氙灯作为光源进行光照，以还原co2。
25、在本专利技术的一个实施方式中，缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂与三乙醇胺和水混合液的用量比为5～100mg：1～100ml；
26、其中，三乙醇胺和水的体积比为1：0.2～1。
27、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
28、(1)光催化还原co2效率提高：本专利技术中铟基金属有机骨架材料表面形成缺陷位点抑制光生电子空穴对的复合，能够有效提高c本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(S1)中，铟基金属源与有机配体的摩尔比为1：0.8～1.4。
3.根据权利要求2所述的一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述铟基金属源选自硝酸铟、硫酸铟、氯化铟或醋酸铟中的一种或几种；
4.根据权利要求1所述的一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(S1)中，水热反应过程中，温度为80～120℃，时间为24～48h。
5.根据权利要求1所述的一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(S2)中，辐照处理过程中，电子束辐照剂量为10～1000kGy，电子束辐照的输出电流为1～50mA。
6.根据权利要求1所述的一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(S3)中，缺陷型铟基金属有机骨架材料与光敏剂的质量比为0.5～10：1。
7.根据权利要求6所述的
8.根据权利要求1所述的一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(S3)中，静电吸附反应过程中，温度为60～120℃，时间为6～18h。
9.一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂，其特征在于，通过权利要求1～8任一所述方法制备得到。
10.一种如权利要求9所述的缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂在光催化还原CO2中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(s1)中，铟基金属源与有机配体的摩尔比为1：0.8～1.4。
3.根据权利要求2所述的一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述铟基金属源选自硝酸铟、硫酸铟、氯化铟或醋酸铟中的一种或几种；
4.根据权利要求1所述的一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(s1)中，水热反应过程中，温度为80～120℃，时间为24～48h。
5.根据权利要求1所述的一种缺陷型铟基金属有机骨架复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(s2)中，辐照处理过程中，电子束辐照剂量为10～1000kgy，电子束辐照的输出电流为1～50ma。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘宁，汤可欣，章子奕，董慧卿，王佳俊，王吟，张晓东，唐量，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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