NH2-MIL-125(Ti)的后修飾及其可見光催化還原CO2的性能研究.pdf

1、CO2資源化不但可以解決溫室效應(yīng)引起的環(huán)境問題同時又可以解決日益嚴(yán)峻的能源枯竭問題，利用光催化轉(zhuǎn)化技術(shù)是固定CO2的途徑之一，促進(jìn)光催化固定二氧化碳技術(shù)的核心課題是研發(fā)高效新型可見光響應(yīng)的光催化材料。然而金屬有機(jī)骨架材料(Metal-organic frameworks，MOFs)具有高比表面積、高孔隙率、易于設(shè)計、修飾和調(diào)變等優(yōu)點，是一類非常有潛力的光催化材料。但是目前MOFs在光催化尤其是光催化還原CO2上的應(yīng)用尚處于起步階段。

2、r>　　本論文基于Ti基MOF[NH2-MIL-125(Ti)]材料的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點，采用過渡金屬納米粒子Co及吡啶-2-甲醛(PA)對其進(jìn)行后合成修飾。通過X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、紫外可見漫反射光譜(Uv-vis DRS)、熒光發(fā)光光譜(PL)、光電流(PC)等技術(shù)表征其物化性質(zhì)，考察其可見光催化還原CO2的性能，并探討其反應(yīng)機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　1.與未修飾的NH2-MIL-125(Ti)相比

3、，通過浸漬法制備的Co納米顆粒修飾的Ti基MOF材料Co/NH2-MIL-125(Ti)的光催化還原CO2的活性更高，在犧牲劑為三乙醇胺的實驗條件下，其中1.0wt.％Co/NH2-MIL-125(Ti)活性最優(yōu)，甲酸產(chǎn)率為38.4μmol gcat-1h-1。首次采用芳香醇替代三乙醇胺作為電子給體，實現(xiàn)可見光催化還原CO2的同時選擇性催化氧化芳香醇為對應(yīng)的醛。
　　2.利用PA對載體NH2-MIL-125(Ti)修飾制備的PA/

4、NH2-MIL-125(Ti)復(fù)合材料，可見光相應(yīng)范圍有所增強(qiáng)。相對于NH2-MIL-125(Ti)，其可見光催化還原CO2的性能有了明顯的提高。
　　3.通過熒光光譜和光電流測試結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)Co納米顆粒及吡啶-2-甲醛的修飾不僅有利于提高NH2-MIL-125(Ti)的可見光吸收范圍，同時有利于反應(yīng)中電子的遷移，從而提高光催化活性。
　　本論文特色:其一，采用不同的修飾途徑成功提高了Ti基MOF材料可見光催化還原CO2