[发明专利]一种磷钼酸构筑多酸基镉金属杂化材料制备及光催化应用

说明书

一种磷钼酸构筑多酸基镉金属杂化材料制备及光催化应用，本发明涉及一种以磷钼酸构筑的多酸基镉金属有机杂化材料。本发明的目的是解决现有技术合成的光催化产氢材料的禁带宽度较宽、光生电子空穴易复合以及质子还原的表面反应较难等，导致现有的光催化产氢材料不产氢或产氢量较低等问题。本专利设计与研制了一种磷钼酸盐构筑的多酸基镉金属有机杂化材料的化学式为(PMo₁₂O₄₀)[Cd(C₁₀H₈N₂)₃]，其中，C₁₀H₈N₂为2,2‑联吡啶。合成方法：将磷钼酸、硝酸镉、有机配体(2,2‑联吡啶)溶解到去离子水中，调节pH为1.5，在温度为160℃下反应4天。本发明可获得一种磷钼酸盐构筑的多酸基镉金属有机杂化材料。

技术领域

本发明一种磷钼酸构筑多酸基镉金属杂化材料。

背景技术

由于传统煤、石油和天然气等能源燃料燃烧所引发的温室效应和环境污染问题越来越严重，成为不可忽视的社会问题。因此，科学家迫切寻找清洁、安全和可再生的新能源成为了当今要解决的关键问题。太阳能是一种取之不尽，用之不竭的能源。氢能作为一种清洁、绿色、可循环的能源，将太阳能转化为氢能是有效利用太阳能的途径之一。要实现高效率的光催化转化太阳能，光催化剂的设计是核心问题。

多金属氧酸盐(POMS)作为一种纳米尺寸的富氧金属簇合物，可以在不改变其结构的情况下进行多电子转移，并且允许分子水平的修饰，因此多酸可作为半导体光催化剂的候选者。将过渡金属和有机配体单元通过强配位键连接而构建的过渡金属有机配位化合物，是构筑复杂结构的优良材料。不仅能充分发挥各自的优点，又克服了各自的不足，实现了二者功能上的结合。

发明内容

本发明的目的是要解决利用现有技术合成多酸基镉金属杂化材料的难度大和传统多酸作为光催化剂分解水产氢催化活性差的问题，而提供一种磷钼酸构筑多酸基镉金属杂化材料制备及光催化应用。

一种磷钼酸构筑多酸基镉金属杂化材料的化学式为(PMo₁₂O₄₀)[Cd(C₁₀H₈N₂)₃]，其中， C₁₀H₈N₂为2,2-联吡啶；晶系为三方；空间群为R3/c；单胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝120°，z＝6。

一种磷钼酸构筑多酸基镉金属杂化材料的制备方法，其特征在于一种具有光催化分解水制氢气效果的多酸基镉金属杂化材料的制备方法按以下步骤完成的:

一、制备pH值为1.5的反应液:将磷钼酸、硝酸镉、2,2-联吡啶有机配体溶解到去离子水中，得到反应液；将反应液pH值调节至1.5，得到pH值为1.5反应液；

步骤一中所述的磷钼酸与金属镉盐的摩尔比为:0.1:(0.2～1)；

步骤一中所述的磷钼酸与2,2-联吡啶有机配体的摩尔比为:0.1:(0.2～0.5)；

步骤一中所述的磷钼酸的物质的量与蒸馏水的体积比为:0.1mmol:(20ml～40ml)；

二、将pH值为1.5的反应液加入到聚四氟乙烯的反应釜中，在160℃下反应4天，冷却降温至室温得到橘色棱柱晶体即为多酸基镉金属有机杂化材料；

步骤二中所述的一种磷钼酸构筑多酸基镉金属杂化材料的化学式为 (PMo₁₂O₄₀)[Cd(C₁₀H₈N₂)₃]，其中，C₁₀H₈N₂为2,2-联吡啶；晶系为三方；空间群为R3/c；单胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝120°，z＝6。