基于染料配體的金屬有機骨架材料AgGd-MOF的制備方法及應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種AgOGd-MOF材料的制備方法和應用。
【背景技術(shù)】
[0002]化石能源是目前全球消耗的主要能源，由于人類的不斷開采，能源危機問題越來越嚴重，同時由于化石能源在使用過程中會產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，嚴重污染自然環(huán)境和危害人類身體健康。因此，開發(fā)一種新型的、清潔的、可再生的能源迫在眉睫。而氫能源作為一種燃燒產(chǎn)物只含有水的新型清潔能源，受到研究者們的廣泛關(guān)注。其中獲取氫能源的一種方式就是光催化水制氫。光催化水制氫過程能夠高效的將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，而產(chǎn)生的氫能源又能很好的解決能源短缺以及環(huán)境污染問題，因此氫能源將成為解決未來能源危機的終極方案。
[0003]金屬有機骨架材料(MOFs)是一種由金屬和有機配體橋連得到的無限周期性網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的新型材料。由于他們具有較高的比表面積，結(jié)構(gòu)高度有序以及孔尺寸可調(diào)控等優(yōu)點，而被廣泛應用于氣體吸附、載藥以及催化等方面。最近，越來越多的學者開始關(guān)注MOFs材料被應用于催化方面的研究，包括:C02還原、催化有機反應、產(chǎn)氫、產(chǎn)氧等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種新型復合材料AgOGd-MOF，該材料具有優(yōu)異的光催化水解制氫性會K。
[0005]本發(fā)明基于染料配體的金屬有機骨架材料AgOGd-MOF的制備方法，按以下步驟進行:
[0006]一、Gd-MOF材料的制備；
[0007]二、Gd-MOF材料的活化:
[0008]首先將Gd-MOF材料浸泡在甲醇中46?50h進行溶劑置換，并且每24h更換一次甲醇，置換后過濾，得到的固體在80?90°C溫度下進行真空干燥，去除孔道里的溶劑分子，最后得到活化后的Gd-MOF材料；
[0009]三、將活化后的Gd-MOF材料均勻分散在甲醇中，Gd-MOF材料的質(zhì)量與甲醇的體積比為200?700mg: 3?8mL，在攪拌的情況下逐滴加入AgNO3的甲醇溶液，得混合液，向混合液中通入空氣I?2h，然后再向混合液中加入甲醇，混合液與甲醇的體積比為1:1?3，同樣在攪拌的情況下加入NaBH4的甲醇溶液，攪拌反應25?35min后，用甲醇洗滌，常溫真空干燥。
[0010]步驟一中制備的Gd-MOF材料在光催化水解制氫方面的應用。
[0011]步驟三中在金屬Ag負載之前，需要對Gd-MOF材料進行活化，去除孔道里的溶劑分子。
[0012]上述基于染料配體的金屬有機骨架材料AgOGd-MOF在光催化水解制氫方面的應用。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
[0014]本發(fā)明采用水熱法，以偶氮染料類有機羧酸，3，3’，5，5’ -偶氮苯四羧酸為配體，稀土 GdCl3.6H20為金屬，合成出了一種稀土金屬有機骨架材料[Gd2 (abtc)(H2O) 2 (OH) 2].2H20 (Gd-MOF材料)，該材料具有光催化水解制氫性能。
[0015]此外本發(fā)明在Gd-MOF材料的基礎(chǔ)上又合成了一種新型復合材料AgOGd-MOF材料。該材料進一步提高了光催化水解制氫性能。Gd-MOF材料的產(chǎn)氫速率為140.6?167.2 μ mo Ig 'h \相對于Gd-MOF材料，Ag負載后的復合材料AgOGd-MOF產(chǎn)氫性速率可達到200.8?223.8 μ mo I g 1Ii \ 提升了 20%?59%。
【附圖說明】
[0016]圖1為實施例1中Gd-MOF材料和AgOGd-MOF材料在可見光下的光催化產(chǎn)氫量。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0018]【具體實施方式】一:本實施方式基于染料配體的金屬有機骨架材料AgOGd-MOF的制備方法，按以下步驟進行:
[0019]一、Gd-MOF材料的制備；
[0020]二、Gd-MOF材料的活化:
[0021 ] 首先將Gd-MOF材料浸泡在甲醇中46?50h進行溶劑置換，并且每24h更換一次甲醇，置換后過濾，得到的固體在80?90°C溫度下進行真空干燥，最后得到活化后的Gd-MOF材料；
[0022]三、將活化后的Gd-MOF材料均勻分散在甲醇中，Gd-MOF材料的質(zhì)量與甲醇的體積比為200?700mg: 3?8mL，在攪拌的情況下逐滴加入AgNO3的甲醇溶液，得混合液，向混合液中通入空氣I?2h，然后再向混合液中加入甲醇，混合液與甲醇的體積比為1:1?3，同樣在攪拌的情況下加入NaBH4的甲醇溶液，攪拌反應25?35min后，用甲醇洗滌，常溫真空干燥，即得AgOGd-MOF材料。
[0023]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一中Gd-MOF材料的制備方法為:將GdCl3.6Η20和Na4abtc加入到DMF和H2O形成的混合溶劑中，混合均勻后放入聚四氟乙烯釜中，在170°C條件下燒72h，得到的產(chǎn)物經(jīng)洗滌和過濾得到Gd-MOF材料。其它與【具體實施方式】一相同。
[0024]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是:步驟二中Gd-MOF材料的質(zhì)量與甲醇的體積比為2?4g: 100mL。其它與【具體實施方式】一或二相同。
[0025]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是:步驟二中將Gd-MOF材料浸泡在甲醇中48h進行溶劑置換。其它與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0026]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是:步驟三中AgNO3的甲醇溶液的濃度是3?6mg/mL。其它與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0027]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是:步驟三中Gd-MOF材料與AgNO3的甲醇溶液的比例關(guān)系為150?200mg:2mL。其它與【具體實施方式】一至五之一相同。
[0028]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同的是:步驟三中NaBH4的甲醇溶液的濃度為2?3mg/mL。其它與【具體實施方式】一至六之一相同。
[0029]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同的是:步驟三中Gd-MOF材料與NaBH4的甲醇溶液的比例關(guān)系為150?200mg:2mL。其它與【具體實施方式】一至七之一相同。
[0030]【具體實施方式】九