[发明专利]一种基于金属有机框架材料的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于金属有机框架材料的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)运用球磨的方法，将Ti₃AlC₂在乙醇中进行球磨，真空干燥后过筛，得到尺寸较小的Ti₃AlC₂粉末；

(2)采用水热法，加入辅助材料和酸性溶液，利用酸性溶液腐蚀处理过的Ti₃AlC₂粉末，刻蚀掉Ti₃AlC₂结构中的Al原子层，辅助材料进一步扩大层与层之间的距离，得到手风琴状的Ti₃C₂，将得到的产物洗三遍；所述辅助材料为1,4-对苯二甲酸，1,4-萘二甲酸，1,3,5-均苯三甲酸中的一种；

(3)将步骤(2)得到的Ti₃C₂溶液进行超声，即得到超薄的二维Ti₃C₂纳米片；

(4)将步骤(3)所得超声后的Ti₃C₂纳米片与四水合醋酸钴溶解在体积比为1:2的N,N-二甲基甲酰胺和乙腈中，作为反应的上层，体积比为1:1的N,N-二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶液作为中层，将1,4-对苯二甲酸溶于体积比为2:1的N,N-二甲基甲酰胺和乙腈中作为下层，分别按照下中上层将三种溶液缓慢加入同一个试管中，静置一天，得到碳化钛和对苯二甲酸钴配合物的复合物Ti₃C₂-CoBDC，再将产物离心洗涤，真空干燥；

(5)将步骤(4)干燥后的产物进行研磨并高温退火，自然降温，所述产物的退火温度为250-450℃。

2.根据权利要求1所述的基于金属有机框架材料的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的酸性溶液为氢氟酸。

3.根据权利要求1所述的基于金属有机框架材料的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述水热反应的温度为120-200℃，反应时间为4-12h。

4.根据权利要求1所述的基于金属有机框架材料的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述洗涤Ti₃C₂的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

5.根据权利要求1所述基于金属有机框架材料的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述超声时间为1-10h。

6.根据权利要求1所述基于金属有机框架材料的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述Ti₃C₂与四水合醋酸钴的质量比为0.01-1:1，步骤(4)所述四水合醋酸钴和1,4-对苯二甲酸的质量比为1:1-5。

7.一种基于金属有机框架材料的催化剂，其特征在于：根据权利要求1-6任一所述的制备方法制备得到基于金属有机框架材料的催化剂。

8.根据权利要求7所述的基于金属有机框架材料的催化剂的应用，其特征在于：该催化剂可应用于具有析氧和氧还原双功能催化性能的材料。