金属纳米颗粒/金属—有机框架复合材料的制备及其催化性能的研究
发布时间：2021-12-16 23:05
金属-有机框架材料（MOFs）具有超高的比表面积、均一可调的孔尺寸、易修饰的优点,基于此本文使用MOFs作为载体,利用MOFs孔的限域作用,采用温和的双溶剂法,将金属纳米粒子负载于MOFs的孔道内部,研究了MOFs材料与纳米颗粒的光学和动力学性质之间的协同效应,并探索复合材料的光催化及有机催化性能,本文的主要研究内容如下:1.合成Zr-卟啉MOF,PCN-222,采用双溶剂法将预制的铂前驱体溶液加入MOF孔道内部,然后利用PCN-222的光学性质,在光照条件下还原金属铂离子,从而获得具有均匀尺寸铂纳米颗粒的PCN-222复合材料。通过XRD、N2吸附、透射电子显微镜（TEM）、等离子体发射光谱（ICP-AES）、X射线光电子能谱分析（XPS）、电化学测量系统等手段对Pt@PCN-222催化剂的结构、形貌、金属含量及价态、光学性质进行了表征,最后探索了催化剂在光照条件下分解水产氢的性能。测试发现负载金属铂纳米粒子的介孔卟啉基MOF后能够有效吸收和利用可见光,同时获得了很高的产氢效率。2.合成Cr-对苯二甲酸基MOF,MIL-101,利用双溶剂法通过加入不同浓度的PtCo前驱体溶液获得不同...
【文章来源】：福建师范大学福建省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１合成光催化剂Ｐｔ＠ＰＣＮ－２２２的示意图??
參??ＰｔＮＰｓ??图２－１合成光催化剂Ｐｔ＠ＰＣＮ－２２２的示意图??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ?Ｐｔ＠ＰＣＮ－２２２??如图所示，通过双溶剂法将高度分散的Ｐｔ纳米颗粒负载到ＰＣＮ－２２２中，获得??的Ｐｔ＠ＰＣＮ－２２２催化剂可以高效的吸收紫外可见光，在水分解产氢反应中展示了很??高的活性。??２．?２．?１?ＰＣＮ－２２２?的合成??四羧基苯基卟啉（丨ｈＴＣＰＰ）的合成。先按照前人报告的方法合成了卟啉配体??Ｈ，＿ＴＣＰＰ［１４３Ｉ。常用的方法是将丙酸（１５０?ｍＬ），吡咯（９．０?ｇ，?０．０４３?ｍｏｌ）和４－羟基苯甲酸甲??酯（２０．７?ｇ，０．１２６?ｍｏｌ）加入５００毫升的三口烧瓶中并在丨３０°Ｃ冋流１２?ｈ。待反应后的溶??－２２－??
所有样品在光吸收范围内具有大致相同的带隙，另外，Ｐｔ＠ＰＣＮ－２２２比??ＰＣＮ－２２２以及Ｈ２ＴＣＰＰ具有更强的吸收，这可能是由于Ｐｔ与ＰＣＮ－２２２之间紧密堆??积导致其在长波长范围内具有更高的散射。基于Ｔａｕｃ点（图２－６ｂ）发现样品的带隙??宽度约为１．７３?ｅＶ，说明卟啉配体组装的ＭＯＦ材料在可见光的光照射下确实具有光??子吸收和电子空穴分离的能力。??２．３．６莫特－肖特基曲线??２－５－?＿?５００－ＰＣＮ－２２２??？?１０００－ＰＣＮ－２２２??ａ?１５００－ＰＣＮ－２２２Ｊ??ｓ：：??０５＂?－０．６ｅＶ??Ｏ．Ｏ－ｌ￣￣￣，——■——ｉ——■——ｉ——■——．——■——ｉ??－Ｄ．６?－０．４?－０．２?０．０?０．２?０．４??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ（ｅＶ）?ｖｓ．?Ａｇ／ＡｇＣＩ??图２－７?ＰＣＮ－２２２在０．２?ｍｏｌ?Ｎａ２Ｓ０４亲水溶液中的莫特－肖特基曲线及其对应的最低未??占分子轨道??Ｆｉｇ．２－７?Ｍｏｔｔ－Ｓｃｈｏｔｔｋｙ?ｐｌｏｔｓ?ｆｏｒ?ＰＣＮ－２２２?ｉｎ?０．２?Ｍ?Ｎａ２Ｓ〇４?ａｑｕｅｏｕｓ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ａｎｄ??ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ＬＵＭＯ??ＰＣＮ－２２２分别在５００，丨０００和１５００Ｈｚ频率下的莫特－肖特基交点表明它是一种ｎ??型半导体（图２－７）。在Ａｇ／ＡｇＣＩ电极下，交点处的平带位置为－０．６０?Ｖ，因此通过与??标准氢电极（ＮＨＥ）对比ＰＣＮ－２２２的ＬＵＭＯ?ｔｆ（为－０．４０?Ｖ。正是因为ＰＣＮ－２２２具有的??这种半导体特性
【参考文献】：
期刊论文
[1]Meso位单取代卟啉及其配合物的合成、表征和光谱性质（英文）[J]. 沙秋月,袁雪梅,王小雨,陈继超,徐莉,徐海军. 无机化学学报. 2016(07)
[2]金属有机骨架材料在催化中的应用[J]. 黄刚,陈玉贞,江海龙. 化学学报. 2016(02)
[3]ZIF-8原位负载Pd纳米粒子及其在Suzuki-Miyaura反应中的应用（英文）[J]. 马涛,刘陶陶,杨艳艳,黄远标,曹荣. 无机化学学报. 2014(01)
[4]金属卟啉/异烟酸/二氧化钛复合光催化剂制备及其光催化性能研究[J]. 罗云,史永平,姚桂平,李珺. 无机化学学报. 2012(06)
[5]纳米银离子对表皮葡萄球菌生物膜形成过程的影响[J]. 刘维勤,余加林,刘官信,郜向娜,朱秀菊,刘立婷. 中国微生态学杂志. 2011(10)
[6]光谱法研究敏化的TiO2纳米粒子光催化降解罗丹明B的途径[J]. 刘海龙,周艳,黄鹤勇,冯玉英,王兴和. 南京师大学报(自然科学版). 2011(01)
[7]超级铝热剂的制备、表征及其燃烧催化作用[J]. 安亭,赵凤起,裴庆,肖立柏,徐司雨,高红旭,邢晓玲. 无机化学学报. 2011(02)
[8]水溶性NaYF4∶Yb/Tm纳米粒子的制备及其上转换发光性质[J]. 陈欢,揣晓红,王丽丽,翟雪松,姜涛,赵丹,秦伟平. 发光学报. 2010(04)
[9]CdS修饰TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能研究[J]. 薛峰,王玲,薛建军,包祖国,陶海军,曹志斌. 稀有金属材料与工程. 2009(07)
[10]低成本制备的高稳定性碳纳米管复合阴极[J]. 李德昌,史永胜,朱长纯. 液晶与显示. 2008(06)
本文编号：3538972
【文章来源】：福建师范大学福建省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１合成光催化剂Ｐｔ＠ＰＣＮ－２２２的示意图??
參??ＰｔＮＰｓ??图２－１合成光催化剂Ｐｔ＠ＰＣＮ－２２２的示意图??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ?Ｐｔ＠ＰＣＮ－２２２??如图所示，通过双溶剂法将高度分散的Ｐｔ纳米颗粒负载到ＰＣＮ－２２２中，获得??的Ｐｔ＠ＰＣＮ－２２２催化剂可以高效的吸收紫外可见光，在水分解产氢反应中展示了很??高的活性。??２．?２．?１?ＰＣＮ－２２２?的合成??四羧基苯基卟啉（丨ｈＴＣＰＰ）的合成。先按照前人报告的方法合成了卟啉配体??Ｈ，＿ＴＣＰＰ［１４３Ｉ。常用的方法是将丙酸（１５０?ｍＬ），吡咯（９．０?ｇ，?０．０４３?ｍｏｌ）和４－羟基苯甲酸甲??酯（２０．７?ｇ，０．１２６?ｍｏｌ）加入５００毫升的三口烧瓶中并在丨３０°Ｃ冋流１２?ｈ。待反应后的溶??－２２－??
所有样品在光吸收范围内具有大致相同的带隙，另外，Ｐｔ＠ＰＣＮ－２２２比??ＰＣＮ－２２２以及Ｈ２ＴＣＰＰ具有更强的吸收，这可能是由于Ｐｔ与ＰＣＮ－２２２之间紧密堆??积导致其在长波长范围内具有更高的散射。基于Ｔａｕｃ点（图２－６ｂ）发现样品的带隙??宽度约为１．７３?ｅＶ，说明卟啉配体组装的ＭＯＦ材料在可见光的光照射下确实具有光??子吸收和电子空穴分离的能力。??２．３．６莫特－肖特基曲线??２－５－?＿?５００－ＰＣＮ－２２２??？?１０００－ＰＣＮ－２２２??ａ?１５００－ＰＣＮ－２２２Ｊ??ｓ：：??０５＂?－０．６ｅＶ??Ｏ．Ｏ－ｌ￣￣￣，——■——ｉ——■——ｉ——■——．——■——ｉ??－Ｄ．６?－０．４?－０．２?０．０?０．２?０．４??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ（ｅＶ）?ｖｓ．?Ａｇ／ＡｇＣＩ??图２－７?ＰＣＮ－２２２在０．２?ｍｏｌ?Ｎａ２Ｓ０４亲水溶液中的莫特－肖特基曲线及其对应的最低未??占分子轨道??Ｆｉｇ．２－７?Ｍｏｔｔ－Ｓｃｈｏｔｔｋｙ?ｐｌｏｔｓ?ｆｏｒ?ＰＣＮ－２２２?ｉｎ?０．２?Ｍ?Ｎａ２Ｓ〇４?ａｑｕｅｏｕｓ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ａｎｄ??ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ＬＵＭＯ??ＰＣＮ－２２２分别在５００，丨０００和１５００Ｈｚ频率下的莫特－肖特基交点表明它是一种ｎ??型半导体（图２－７）。在Ａｇ／ＡｇＣＩ电极下，交点处的平带位置为－０．６０?Ｖ，因此通过与??标准氢电极（ＮＨＥ）对比ＰＣＮ－２２２的ＬＵＭＯ?ｔｆ（为－０．４０?Ｖ。正是因为ＰＣＮ－２２２具有的??这种半导体特性
【参考文献】：
期刊论文
[1]Meso位单取代卟啉及其配合物的合成、表征和光谱性质（英文）[J]. 沙秋月,袁雪梅,王小雨,陈继超,徐莉,徐海军. 无机化学学报. 2016(07)
[2]金属有机骨架材料在催化中的应用[J]. 黄刚,陈玉贞,江海龙. 化学学报. 2016(02)
[3]ZIF-8原位负载Pd纳米粒子及其在Suzuki-Miyaura反应中的应用（英文）[J]. 马涛,刘陶陶,杨艳艳,黄远标,曹荣. 无机化学学报. 2014(01)
[4]金属卟啉/异烟酸/二氧化钛复合光催化剂制备及其光催化性能研究[J]. 罗云,史永平,姚桂平,李珺. 无机化学学报. 2012(06)
[5]纳米银离子对表皮葡萄球菌生物膜形成过程的影响[J]. 刘维勤,余加林,刘官信,郜向娜,朱秀菊,刘立婷. 中国微生态学杂志. 2011(10)
[6]光谱法研究敏化的TiO2纳米粒子光催化降解罗丹明B的途径[J]. 刘海龙,周艳,黄鹤勇,冯玉英,王兴和. 南京师大学报(自然科学版). 2011(01)
[7]超级铝热剂的制备、表征及其燃烧催化作用[J]. 安亭,赵凤起,裴庆,肖立柏,徐司雨,高红旭,邢晓玲. 无机化学学报. 2011(02)
[8]水溶性NaYF4∶Yb/Tm纳米粒子的制备及其上转换发光性质[J]. 陈欢,揣晓红,王丽丽,翟雪松,姜涛,赵丹,秦伟平. 发光学报. 2010(04)
[9]CdS修饰TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能研究[J]. 薛峰,王玲,薛建军,包祖国,陶海军,曹志斌. 稀有金属材料与工程. 2009(07)
[10]低成本制备的高稳定性碳纳米管复合阴极[J]. 李德昌,史永胜,朱长纯. 液晶与显示. 2008(06)
本文编号：3538972
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