[发明专利]一种金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂及其制备方法和应用，金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂是以三维多孔钛基金属有机骨架MIL‑125(Ti)为载体，硫化镉负载在MIL‑125(Ti)载体上得到。本发明制备得到的金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂具有绿色环保、比表面积大、反应位点多、光生电子‑空穴利用率高、光催化活性高、稳定性好和耐腐蚀的优点，通过沉积法将硫化镉纳米粒子沉积于MIL‑125(Ti)上得到金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂，具有工艺简单、原料成本低、耗能少和耗时短的优点；本发明金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂在苯甲醇选择性氧化制备苯甲醛的应用中，具有选择性高、应用方法简单的优点。

技术领域

本发明涉及复合光催化剂领域，具体是一种金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

芳香醇选择性氧化制取相应的芳香醛为目前研究的重要领域之一。在实际的工业生产中,通常使用的生产芳香醛的方法是氯化苄水解法,此方法生产的产物较难以分离,尤其是反应液中含有较高浓度的氯离子,使得芳香醛在各个领域,尤其医药中的应用受到了限制，光催化技术作为一种绿色合成技术，近年来对其研究已取得了很大进展。光催化技术作为一种绿色合成新技术，与其他方法相比，具有高效节能、二次污染小、清洁无毒和工艺简化等优点，这使光催化技术在有机合成,废水净化处理和空气净化方面均具有广阔的应用前景。

硫化镉(CdS)是一种具有可见光吸收能力的直接半导体,它的禁带宽度值约为2.4eV。研究表明,CdS具有很强的吸收光能力、电化学方面的作用,并且在可见光的激发下还能产生荧光。不仅如此,CdS的较窄的禁带宽度使得它对可见光有很高的利用效率,因而常被作为可将光催化剂研究。目前,CdS在很多领域被空前的应用和研究。例如:太阳能电池、光敏电阻等。

虽然CdS有很多优点,但是在实际生产应用的过中也会发现存在许多问题。在光催化反应中,CdS如果长时间受到光照会发生自我光腐蚀现象,光生空穴会将硫化镉中的S^2-氧化成硫单质。从而很大程度上降低了载流子产生量,影响光催化反应的速率。而且CdS纳米材料物质容易在溶剂中发生较为严重的团聚现象,从而导致CdS表面不能够充分用来发生光催化反应。CdS较低的比表面积也是阻碍CdS作为优良的光催化剂的重要因素。所以我们可以看到,CdS在光催化技术领域有很大的使用前景,但是也存在一些阻碍,如何提高CdS的光催化活性成为科研工作者们重要的研究课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂及其制备方法和应用，制备得到的金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂具有绿色环保、比表面积大、反应位点多、光生电子-空穴利用率高、光催化活性高、稳定性好和耐腐蚀的优点。

本发明的技术方案为：

一种金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂，是以三维多孔钛基金属有机骨架MIL-125(Ti)为载体，硫化镉负载在MIL-125(Ti)载体上得到。

所述的金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂中MIL-125(Ti)的质量百分比为11.32%～20.55%。

所述的金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂的比表面积为300～400m²/g；所述的MIL-125(Ti)为片状结构。

一种金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂的制备方法，首先将三维多孔钛基金属有机骨架MIL-125(Ti)、硫单质和氯化镉在黑暗环境下加入到溶剂中，再搅拌得到均匀混合液，然后均匀混合液在紫外光灯下进行光化学沉积反应后，最后离心、洗涤、干燥，得到金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂。

所述的硫单质与氯化镉的质量比为3：20；所述的溶液选用乙醇溶液。