[发明专利]一种基于锆基金属有机框架和Bi4

说明书

本发明涉及催化材料技术领域，公开了一种基于锆基金属有机框架和Bisubgt;4/subgt;Osubgt;5/subgt;Isubgt;2/subgt;的复合材料及其应用，该复合材料是以PCN‑222/PCN‑223和Bisubgt;4/subgt;Osubgt;5/subgt;Isubgt;2/subgt;为原料，在DMF条件下反应而得。与现有技术相比，本发明制备的PCN‑222/PCN‑223和Bisubgt;4/subgt;Osubgt;5/subgt;Isubgt;2/subgt;的复合材料具有良好的光吸收性能和导电性，因而可以在温和条件下高转化率催化转化COsubgt;2/subgt;，并高选择性生产CO。

技术领域：

本发明涉及催化材料技术领域，尤其是涉及一种基于锆基金属有机框架和Bi₄O₅I₂的复合材料及其在光催化二氧化碳还原领域中的应用。

背景技术：

受环境污染和能源短缺的双重压迫，光催化CO₂还原技术引起了人们的广泛关注。低成本光催化材料的开发对于实现有效的太阳能-燃料转换至关重要。

金属有机框架(MOFs)是有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。MOFs作为一种新型的固体多孔材料，由于其具有比表面积大、孔隙率高、功能可调控、主客体相互可调、高度稳定等优点，使其在催化、传感及其气体分离和有机小分子的吸附与分离等领域具有潜在的应用价值。

卟啉因具有良好的光敏性和催化性能，同时具有较好的热稳定性和化学稳定性，已经成为MOFs重要的有机配体之一。卟啉基MOFs不仅能够充分发挥MOFs结构的优异性质，而且能够有效的增强光吸收，增强光稳定性，因此卟啉基MOFs在气体分离、存储、催化、发光与荧光探测领域具有重要的应用背景。

为了获得光催化氧还原性能更好的光催化剂，将卟啉与MOFs两种材料相结合，从而构建非贵金属光催化剂可具有相互补偿和相互促进的光催化氧还原活性。PCN-222和PCN-223是近年来研究较多的两种具有一维孔道结构的三维卟啉MOFs材料。PCN-222和PCN-223分子自身导电性低，而Bi₄O₅I₂作为一类新型的层状铋系半导体材料，近年来在光催化领域受到广泛的关注。Bi_aO_bX_c晶体为沿c轴方向双层卤素X离子和[Bi₂O₂]层交替排列的层状结构，在[X-Bi-O-Bi-X]层结构中，铋原子被氧原子和卤素原子所围绕。强的层内共价键作用力与弱的层间范德华相互作用力使得Bi_aO_bX_c半导体材料在结构、电子、光学及机械性能上有着高的各向异性，将材料PCN-222/PCN-223与具有高导电性的Bi₄O₅I₂结合可以提高材料的导电性，从而提高其光催化性能。

然而，PCN-222/PCN-223和Bi₄O₅I₂的复合材料在光催化CO₂还原中的应用尚未见文献报道。

发明内容：

针对现有技术存在的上述技术问题，为了充分利用PCN-222/PCN-223和Bi₄O₅I₂材料的特点，本发明的目的在于提供一种基于锆基金属有机框架和Bi₄O₅I₂的复合材料及其应用，本发明提供了一种新型PCN-222/PCN-223和Bi₄O₅I₂的复合材料，具有良好的导电性和光催化CO₂还原性能。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：