[发明专利]一种Fe2

说明书

本发明属于金属‑有机框架材料催化剂领域，具体为一种Fe₂Co‑MOFs（PCN‑250‑Fe₂Co）装载离子液体（ILs）CO₂还原光催化剂的制备,它涉及一种CO₂还原光催化剂的制备方法。本发明的主要目的是要解决现有的PCN‑250‑Fe₂Co材料吸附CO₂能力弱，光催化CO₂还原活性低的缺点。方法：一、利用水热反应制备PCN‑250‑Fe₂Co金属有机框架材料；二、通过机械法将离子液体装载到PCN‑250‑Fe₂Co孔道中制备得到CO₂还原光催化剂ILs@PCN‑250‑Fe₂Co。本发明制备的ILs@PCN‑250‑Fe₂Co在300W氙灯可见光的波长范围照射下CO₂还原为CO速率最高可以达到501.8μmolg^‑1h^‑1。本发明可以获得一种PCN‑250‑Fe₂Co装载ILs光催化CO₂还原催化剂的制备方法。

技术领域

本发明属于金属-有机框架材料催化剂领域，具体涉及一种ILs@PCN-250-Fe₂Co复合材料的制备及光催化CO₂还原为CO。

背景技术

第二次工业革命以来，化石燃料被广泛的开发和利用，导致了空气中温室气体（以CO₂为主）浓度越来越高，由此引发一系列的能源问题与环境问题。受到植物光合作用启发，利用太阳光将二氧化碳还原为有价值的含碳燃料引起科学家们的广泛关注。因此，制备一些结构稳定，二氧化碳吸附能力强，具有有效的电子传输性能的光催化剂具有十分光明的前景。

金属有机框架(MOFs)因其多孔结构、优异的比表面积、可调的孔道结构等优点，在不同领域都有广泛的应用，如荧光、传感、载药、气体储存、催化等。我们希望利用具有大比表面积、高稳定性和优异催化活性的MOFs材料PCN-250-Fe₂Co作为光催化剂载体，实现高效人工光合成CO₂还原为CO等含碳燃料，但是单独的PCN-250-Fe₂Co材料在光催化进程中对于CO₂的吸附量较差，阻碍了其催化效果。而咪唑类离子液体（ILs）能够富集CO₂，将ILs与PCN-250-Fe₂Co材料复合可以有效增强PCN-250-Fe₂Co材料对CO₂的吸附能力。因此我们将PCN-250-Fe₂Co与ILs两相结合，构筑具有主客体协同催化作用的光催化剂，大大提高PCN-250-Fe₂Co材料的人工光催化CO₂还原活性的目的。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的纯MOFs材料对CO₂吸附能力较弱，制约光催化CO₂还原能力的问题，构筑的具有主客体协同作用的ILs@PCN-250-Fe₂Co有良好的二氧化碳吸附和活化能力，能够光催化CO₂还原为CO，可作为光催化剂。

本发明的一种PCN-250-Fe₂Co装载ILs光催化CO₂还原催化剂的制备方法是按以下步骤完成的：

一、将PCN-250-Fe₂Co置于无水乙醇中，在超声频率为35~45KHz超声分散20 min~30 min后转移到磁力搅拌器上，在搅拌速度为350r/min~400r/min下搅拌1h~2h；然后缓慢滴加ILs，继续搅拌8h~10h，得到ILs@PCN-250-Fe₂Co复合材料；