[发明专利]基于金属有机框架原位生长金属硫化物复合催化剂Uio-66/In2

说明书

本发明公开了一种基于金属有机框架原位生长金属硫化物复合催化剂Uio‑66/In₂S₃的制备方法。利用Uio‑66作为载体，采用溶剂热的方法使In₂S₃在Uio‑66表面上直接生长来制备Uio‑66/In₂S₃复合催化剂。本发明的制备方法简单可行，并且In₂S₃可以均匀地生长在Uio‑66表面上，且与Uio‑66之间具有较紧密的接触。该复合催化剂可用于光降解、光解水、光催化还原二氧化碳等领域，优先选择光催化分解水领域。和纯Uio‑66和In₂S₃光催化体系相比，Uio‑66/In₂S₃复合体系的催化效率得到了显著地提高。

技术领域

本发明属于光催化领域，尤其涉及一种基于金属有机框架原位生长金属硫化物复合催化剂Uio-66/In₂S₃的制备方法。

背景技术

随着人类生活水平的普遍提高，人类对能源的需求在急剧增加，能源危机已成为人们面临的主要问题，寻找新的洁净能源将对人类的可持续发展具有重要的意义。自1972年日本科学家Fujishima和Honda发现TiO₂电极在紫外光照射下能够分解水产生氢气现象以来，半导体光催化制氢技术已成为世界各国研究的热点，吸起了越来越多科研工作者的广泛关注，很具有研究意义。

金属硫化物半导体光催化剂的带隙较窄，具有较好的可见光响应性能，被认为是一个很有潜力的光催化产氢催化剂。金属硫化物In₂S₃是重要的III-VA族半导体材料，但对于单一In₂S₃半导体光催化剂来说，光生电子和空穴的复合比较严重；另一方面，单一In₂S₃半导体团聚也比较严重，导致其比表面积和催化活性位点大大地减少，以上两方面的原因导致了In₂S₃光催化剂催化效率较低，制约了其在光催化领域中的进一步应用。

金属-有机框架材料Uio-66是由Zr6团簇与四羧基卟啉分子通过配位键连接形成的一种新型的多孔有机-无机杂化材料，具有多孔性、较大的比表面积、较高的热稳定性等优点。

发明内容

针对现有技术中存在的In₂S₃半导体易团聚及光生电子和空穴的复合比较严重的问题，本发明提供一种基于金属有机框架原位生长金属硫化物复合催化剂Uio-66/In₂S₃的制备方法，引入Uio-66作为载体构建Uio-66/In₂S₃复合催化剂，一方面，通过两者之间异质结的构建，抑制了光生电子-光生空穴的复合，提高了其分离效率；另一方面，由于In₂S₃负载在UiO-66表面上，减少了In₂S₃的团聚，从而增加了暴露出的催化反应活性位点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于金属有机框架原位生长金属硫化物Uio-66/In₂S₃复合催化剂的制备方法：利用Uio-66作为载体，采用溶剂热的方法在Uio-66表面上直接生长In₂S₃，具体步骤如下：将Uio-66超声分散于混合溶液中，然后加入InCl₃和TAA，搅拌均匀后转移至反应釜中进行水热反应，水热反应结束后等反应釜自然降温至室温，离心洗涤所得的沉淀，干燥后得到基于金属有机框架原位生长金属硫化物Uio-66/In₂S₃复合催化剂。