[发明专利]一种碳量子点@MIL-125-NH2/Pt光催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种碳量子点@MIL‑125‑NH₂/Pt光催化剂及其制备方法，属于催化材料和纳米材料制备技术领域。首先通过水热法制备MIL‑125‑NH₂，然后使葡萄糖浸泡到MOF中，最后通过管式炉煅烧使葡萄糖转化为碳量子点(CD)，进而得到催化剂CD@MIL‑125‑NH₂/Pt。本发明所用试剂与设备价格低廉容易获得，制备方法简单，反应条件温和，是一种绿色的催化剂制备方法，制备的碳量子点@MIL‑125‑NH₂/Pt催化剂在光催化产氢这一领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于催化材料和纳米材料制备技术领域，具体涉及一种碳量子点@MIL-125-NH₂/Pt光催化剂及其制备法和应用。

背景技术

光催化技术是一种在环境与能源方面具有重要前景的一项技术，目前对于光催化材料的设计的思路主要是通过对半导体材料的改性和修饰，提高材料的量子效率而改善其光催化活性。

碳量子点(CD)是一种零维材料，即在三维尺度上均表现零维。由于其尺寸的特殊性，因此在很多方面表现出优异性能，尤其是在发光性能上，碳量子点在生物医学、发光器件、太阳能电池、光催化等方面的应用已有诸多报道。

金属有机骨架材料( MOFs 材料) 是由有机配体与金属离子( 金属簇) 组成的一类新型晶体材料。金属-有机骨架(MOFs)的高表面积、微孔和可调成分与量子点(QDs)理想的光物理行为相结合，使复合材料的制备具有增强的性能，用于光催化、能源、气体储存和传感方面的应用。例如MIL-125-NH₂具有相交的三维结构，稳定性高，形状规则，对可见光有响应，碳量子点封装在MIL-125-NH₂中时可以稳定，所得到的复合材料被用于选择性传感，并且作为进行光催化的支架，包括用于析氢的水分解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳量子点@MIL-125-NH₂/Pt光催化剂的制备方法。制备方法和实验操作简单，条件温和，设备要求低，获得的光催化剂具有低毒性，是一种环保简易的制备方法。

本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的碳量子点@MIL-125-NH₂/Pt光催化剂。

本发明的再一目的在于提供上述碳量子点@MIL-125-NH₂/Pt光催化剂的应用。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种碳量子点@MIL-125-NH₂/Pt光催化剂的制备方法，所述方法包括步骤：

将2-氨基对苯二甲酸溶于DMF和无水甲醇中，再加入异丙醇钛，将混合物置于水热反应釜中，将水热反应釜置于烘箱中加热后静置冷却至室温。过滤得到的固体，将固体分别用DMF和甲醇浸泡洗涤过夜，抽滤得到固体，所得固体真空干燥，得到MIL-125-NH₂。将葡萄糖溶于乙醇/水（9:1）溶液中，加入氯铂酸先与葡萄糖搅拌,再加入制备的MIL-125-NH₂并搅拌。抽滤得到固体，真空干燥固体，再将固体放进管式炉煅烧，进而得到催化剂CD@ MIL-125-NH₂/Pt。

具体地，制备MIL-125-NH₂时，所述2-氨基对苯二甲酸的浓度为15.8mmol,DMF和无水甲醇的体积比为4:1，异丙醇钛的浓度为9.7mmol。

具体地，制备MIL-125-NH₂时，将水热反应釜置于烘箱中加热110℃，72小时。

具体地，制备MIL-125-NH₂时，用DMF浸泡产物时的用量为每1g产物20 mL DMF,搅拌时间为一天。