[发明专利]一种微波辅助高效制备高性能MOF基非贵金属单原子复合材料的方法及复合材料、应用

权利要求书

1.一种功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料，其特征在于，包括锆基MOF载体以及负载在所述锆基MOF载体上的硫化功能化的非贵金属单原子；

所述硫化功能化的非贵金属单原子包括Ni-S、Co-S或Cu-S；

所述功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料由MOF基非贵金属单原子复合材料经过硫化功能化后得到；

所述MOF基非贵金属单原子复合材料，包括锆基MOF载体以及负载在所述锆基MOF载体上非贵金属单原子；

所述非贵金属单原子的负载量可以大于4wt％；

所述非贵金属单原子包括Ni、Co或Cu。

2.根据权利要求1所述的功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料，其特征在于，所述锆基MOF包括UiO-66-NH₂、UiO-66、MOF-808和DUT-67中的一种或多种；

所述非贵金属单原子的负载量为4.12wt％～4.84wt％；

所述非贵金属单原子通过配位键键合在锆基MOF载体的多重-O/OH_x位点上；

所述非贵金属以原子级分散在所述锆基MOF载体上。

3.根据权利要求1所述的功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料，其特征在于，所述锆基MOF载体的金属有机框架材料上，具有周期性排列的金属簇单元；

所述金属簇单元上具有多重的-O位点和/或多重OH_x位点；

所述非贵金属单原子具有+2价的化学价态；

所述MOF基非贵金属单原子复合材料包括MOF基非贵金属单原子光催化剂。

4.根据权利要求1所述的功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料，其特征在于，所述MOF基非贵金属单原子复合材料与负载前的锆基MOF在X射线衍射图谱中，10°以前的衍射峰位置相同；

所述MOF基非贵金属单原子复合材料与负载前的锆基MOF在X射线衍射图谱中，10°以前的衍射峰强度相差在10％之内；

所述MOF基非贵金属单原子复合材料由锆基MOF载体和非贵金属源经微波加热后得到；

所述MOF基非贵金属单原子复合材料的粒径为180～230nm。

5.根据权利要求1所述的功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料，其特征在于，所述硫化功能化的非贵金属单原子Ni-S中，Ni具有+1价的化学价态；

所述硫化功能化的非贵金属单原子Co-S或Cu-S中，Co或Cu具有+2价的化学价态；

所述功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料中，S原子通过配位键键合在非贵金属单原子上；

所述功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料包括用于光催化水分解制氢的MOF基非贵金属单原子光催化剂。

6.根据权利要求1所述的功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料，其特征在于，所述硫化功能化的步骤包括以下步骤：

将MOF基非贵金属单原子复合材料、硫代乙酰胺和有机溶剂混合后，在保护性气氛下，经溶剂热反应后得到；

所述MOF基非贵金属单原子复合材料与硫代乙酰胺的质量比为1：(1～1.25)；

所述有机溶剂包括DMF；

所述溶剂热反应的温度为100～120℃；

所述溶剂热反应的时间为10～60min。

7.根据权利要求1所述的功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料，其特征在于，所述MOF基非贵金属单原子复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将MOFs材料、非贵金属源和溶剂混合，经过微波加热反应后，得到MOF基非贵金属单原子复合材料。

8.根据权利要求7所述的功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料，其特征在于，所述MOFs材料包括锆基MOFs材料；

所述MOFs材料与所述非贵金属源的质量比为1：(1.25～1.5)；

所述非贵金属源包括非贵金属的氯化物；

所述溶剂包括乙腈溶液；

所述微波加热反应的温度为60～100℃；

所述微波加热反应的时间为10～30min。

9.权利要求1～8任意一项所述的功能化的MOF基非贵金属单原子复合材料在光催化剂方面的应用。