CN114985013A - 一种应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能材料，本发明属于纳米功能材料领域。所述复合功能材料为锚定在溴氧化铋表面的具有压缩应变的铋基金属有机骨架:其中，溴氧化铋为二维结构，所锚定的铋基金属有机骨架为薄层结构，且具有较高的压缩应变，应变程度高达7.85％。所述的复合材料实现了功能的级联且应变的引入改善了材料对二氧化碳分子的吸附和活化过程。溴氧化铋和铋基金属有机骨架的理论质量比为(2.0～4.9):1。本发明的复合功能材料在光催化CO2还原中，在可见光的照射下，其CO生成速率高达21.96μmol g‑1h‑1并且具有96.4％的CO选择性。
Description
技术领域
本发明属于功能复合材料领域，特别涉及一种应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料及其光催化二氧化碳还原应用。
技术背景
利用清洁无限的太阳能实现高效的二氧化碳还原为燃料及高附加值化学品，是一项能同时解决能源危机和温室气体等环境问题的技术。在二氧化碳(CO2)光还原的典型过程中，CO2的吸收和活化、光生电荷的激发和传输和分离、以及目标中间体解吸过程都决定着光催化的整体效率。调节与电荷产生、迁移、分离相关的电荷动力学受到了广泛的研究，然而，对与吸附或解吸过程(动力学过程)直接相关的电子结构调控却罕有关注。因此，不论是从提高整体效率的角度，还是从揭示复杂CO2光还原机理的角度，调控CO2的吸附和光活化或加速特定中间体的解离等热动力学过程更具吸引力和挑战性。近年来，多孔结晶金属有机骨架(MOF)材料由于其灵活的配位环境、可调节的电子结构和对小分子的强大吸附能力，在能量传递或电荷转移领域引起了研究的热潮。在光催化剂表面锚定金属骨架材料可实现不同材料的特定功能的集成或级联，例如MOF对CO2分子的吸附与催化剂对光生电荷供给。此外，功能集成的MOF/催化剂结构可以作为一个理想的平台，进行进一步的动力学过程调制和催化机理研究。
由于与材料表面的电子结构本征变化高度相关联，应变调控在先进材料设计中脱颖而出。在各种应变调控诱发的特征中，目标分子或中间体的吸附能调节是非常备受关注的。借助所设计的MOF/催化剂材料，催化位点表面的应变调控可以建立一条合理的高速通道以优化催化反应过程并最终实现性能优异且选择性高的催化材料。然而，针对功能复合材料MOF/催化剂的应变调控截至目前未有文献报道。
发明内容
本发明目的在于提供一种应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合材料，且复合材料集成了两种单体材料的功能以及较高的CO2到一氧化碳(CO)转化率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料，其特征在于，溴氧化铋具有二维(2D)结构，表面锚定有薄层的铋基金属有机骨架(Bi-MOF)，Bi-MOF表面存在较高的应变，应变程度可达7.85％。该结构可以将Bi-MOF和光催化材料溴氧化铋的功能进行整合，其中Bi-MOF作为催化位点用于吸附活化转化CO2，而溴氧化铋则提供具有强还原能力的电子，从而形成功能级联的系统。所述的溴氧化铋和Bi-MOF的理论质量比为(2.0～4.9):1。
一种应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料，其特征在于，采用原位生长法，后经光辐射制备而得到，包括以下步骤：
步骤S1、制备2D溴氧化铋纳米片单体：
以五水合硝酸铋、溴化钾为原料，采用水热法制备得到；具体为：将五水合硝酸铋(质量浓度48.5g/L)和溴化钾(质量浓度11.5g/L)分别分散至20mL乙醇中，充分搅拌后混合然后转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，160℃下反应16小时；反应结束，冷却后，将固体样品分离洗涤，烘干，获得2D溴氧化铋纳米片。所得到的溴氧化铋材料(BiOBr)用于后续的复合纳米材料的合成。
步骤S2、原位生长法制备铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能光催化材料及应变调控：
S2.1将步骤1中所制备的溴氧化铋超声分散于20mL的乙醇/N,N-二甲基甲酰胺/去离子水的混合溶液中，加入一定量的均苯三甲酸，溴氧化铋的质量浓度为2g/L，均苯三甲酸的质量浓度为1～3g/L，乙醇，N,N-二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:1:1。
S2.2将步骤2.1所述的溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，在100℃下加热24小时；反应结束后，冷却，将固体样品分离洗涤，随后于甲醇中浸置6小时，收集烘干，得到铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能光催化材料。随后，将所得材料进行光辐射处理(300W氙灯)，辐射时间为10～40小时，最终得到具有表面压缩应变的铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能材料。
本发明还提供了具有表面应变的级联功能铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合光催化材料在光催化CO2还原领域的应用；具体而言，在可见光的照射下(300W氙灯)，其CO生成速率高达21.96μmol g-1h-1，并且具有超过了96％的CO选择性；性能分别是未经应变调制的复合材料、纯溴氧化铋和纯的铋基金属有机骨架的1.48,4.3和8.6倍。
与现有的复合功能光催化材料相比，本发明的有益效果：
(1)本发明的应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料，铋基金属有机骨架以薄层形式锚定在二维的溴氧化铋表面，在光催化二氧化碳还原中，该结构实现了两者特定性功能的级联。即铋基金属有机骨架作为位点进行吸附活化和转化CO2，而溴氧化铋则提供光生电子。
(2)本发明的应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料，在铋基金属有机骨架上诱导生成了巨大的压缩应变，该应变调控改善了材料对二氧化碳的吸附和活化行为，同时促进了CO的脱附，使材料具有对CO还原产物的高转化率和高选择性，在光催化二氧化碳还原领域具有潜在的应用前景。
(3)本发明的应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料，在二氧化碳还原中无需添加任何的牺牲剂或助催化剂，极大地节约了经济成本且无环境方面的污染。
附图说明
图1为本发明的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料应变调制过程的原位拉曼(insitu Raman)图谱；图中，BiOBr-mof1代表未经应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料，对应加入的均苯三甲酸的质量浓度为1g/L，s-BiOBr-mof1代表经过应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料，光辐射时间为40小时。
图2为本发明的有无应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料的透射电镜(TEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)照片，a，b对应未经应变调制的复合材料，c，d对应光辐射处理40小时后的复合材料。
图3为本发明的应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料的二氧化碳程序升温脱附图。
图4为本发明的应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料的二氧化碳光催化还原产物生成速率对比图。
图5为本发明的应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料的二氧化碳光催化还原产物选择性图。
具体说明：
下面结合附图对本发明的应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料做详细的说明。下面结合附图对本发明的实施例做详细的说明，但本发明的保护范围不限于这些实施例。
实施例1：
步骤S1、制备2D溴氧化铋纳米片单体：
将五水合硝酸铋(质量浓度48.5g/L)和溴化钾(质量浓度11.5g/L)分别分散至20mL乙醇中，充分搅拌后混合然后转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，160℃下反应16小时；反应结束，冷却后，将固体样品分离洗涤，烘干，获得2D溴氧化铋纳米片。所得到的溴氧化铋材料用于后续的复合纳米材料的合成。
步骤S2、原位生长法制备铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能光催化材料及应变调控：
S2.1将200mg步骤1中所制备的溴氧化铋超声分散于20mL的乙醇/N,N-二甲基甲酰胺/去离子水的混合溶液中，随后加入20mg的均苯三甲酸，乙醇，N,N-二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:1:1。
S2.2将步骤2.1所述的溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，在100℃下加热24小时；反应结束后，冷却，将固体样品分离洗涤，随后于甲醇中浸置6小时，收集烘干，得到铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能光催化材料。随后，将所得材料进行光辐射处理(300W氙灯)，辐射时间为40小时，最终得到具有表面压缩应变的铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能材料。
图1为铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料应变调制过程的in situ Raman图，可以看出复合材料中铋基金属有机骨架的特征振动以及溴氧化铋的特征振动，表明铋基金属有机骨架材料在溴氧化铋表面的成功锚定。此外，原位谱显示铋基金属有机骨架的特征振动峰在光辐射过程中的逐渐蓝移，表明铋基金属有机骨架的压缩应变的产生。
图2为为本发明的有无应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料的TEM及HRTEM照片，可以清楚看出，铋基金属有机骨架成功锚定于二维溴氧化铋纳米片的表面，光辐射处理后铋基金属有机骨架表面的晶格间距由标准的0.33nm变为了0.305nm，直观地说明了压缩应变的产生，经过计算，该应变高达7.85％。
图3为本发明的应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料的二氧化碳程序升温脱附图，相对于单独的溴氧化铋，复合材料图谱面积的减少和向低温的转变表明应变调制后材料吸附能力的下降以及活化能力的增强。
图4为应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料在可见光照射下的CO和CH4的生成速率对比图。其中，CO为主要产物，生成速率高达21.96μmol g-1h-1，性能分别是未经应变调制的复合材料、纯溴氧化铋和纯的铋基金属有机骨架的1.48,4.3和8.6倍。
图5为应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋材料CO产物的选择性，所合成的复合材料的CO产物选择性超过了96％。
实施例2：
实施例2与实施例1相比，区别在于：将步骤2.2中所得铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能光催化材料进行光辐射处理的时间调整为10小时。其余步骤与实施例1相同。
实施例3：
实施例3与实施例1相比，区别在于：将步骤2.2中所得铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能光催化材料进行光辐射处理的时间调整为20小时。其余步骤与实施例1相同。
实施例4：
实施例4与实施例1相比，区别在于：将步骤2.2中所得铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能光催化材料进行光辐射处理的时间调整为30小时。其余步骤与实施例1相同。
实施例5：
实施例5与实施例1相比，区别在于：将步骤2.1中的均苯三甲酸的量调整为60mg；将步骤2.2中所得铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能光催化材料进行光辐射处理的时间调整为10小时。其余步骤与实施例1相同。
Claims (3)
1.一种应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合材料，其特征在于：溴氧化铋具有二维(2D)结构，表面锚定有薄层的铋基金属有机骨架(Bi-MOF)，Bi-MOF表面存在较高的应变，应变程度可达7.85％；该结构可以将Bi-MOF和光催化材料溴氧化铋的功能进行整合，其中Bi-MOF作为催化位点用于吸附活化转化CO2，而溴氧化铋则提供具有强还原能力的电子，从而形成功能级联的系统，所述的溴氧化铋和Bi-MOF的理论质量比为(2.0～4.9):1。
2.制备如权利要求1所述的一种应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1、制备2D溴氧化铋纳米片单体：
以五水合硝酸铋、溴化钾为原料，采用水热法制备得到；具体为：将五水合硝酸铋(质量浓度48.5g/L)和溴化钾(质量浓度11.5g/L)分别分散至20mL乙醇中，充分搅拌后混合然后转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，160℃下反应16小时；反应结束，冷却后，将固体样品分离洗涤，烘干，获得2D溴氧化铋纳米片，所得到的溴氧化铋材料(BiOBr)用于后续的复合纳米材料的合成。
步骤S2、原位生长法制备铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能光催化材料及应变调控：
S2.1将步骤1中所制备的溴氧化铋超声分散于20mL的乙醇/N,N-二甲基甲酰胺/去离子水的混合溶液中，加入一定量的均苯三甲酸，溴氧化铋的质量浓度为2g/L，均苯三甲酸的质量浓度为1～3g/L，乙醇，N,N-二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:1:1。
S2.2将步骤2.1所述的溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，在100℃下加热24小时；反应结束后，冷却，将固体样品分离洗涤，随后于甲醇中浸置6小时，收集烘干，得到铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能光催化材料；随后，将所得材料进行光辐射处理(300W氙灯)，辐射时间为10～40小时，最终得到具有表面压缩应变的铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合功能材料。
3.权利要求1所述应变调制的铋基金属有机骨架/溴氧化铋复合材料在光催化CO2还原中的应用。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117563582A (zh) * | 2023-10-27 | 2024-02-20 | 齐齐哈尔大学 | 富含氧空位的Bi/BiOBr@Bi–MOF异质结光催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102211030A (zh) * | 2011-04-11 | 2011-10-12 | 山东大学 | 纳米银/溴化银/溴氧化铋异质可见光光催化材料及其制备方法 |
| CN110721747A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-24 | 张贵勇 | 一种金属有机骨架光催化产氢复合材料及其制法 |
| CN111701601A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-25 | 南阳师范学院 | 一种Bi4O5Br2自组装空心花球的制备方法及在光催化还原CO2方面的应用 |
| CN112675911A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-04-20 | 福州大学 | 用于污水净化协同可见光催化还原二氧化碳的CTFs/Bi/BiOBr复合光催化剂 |
| CN112877714A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-01 | 浙江大学衢州研究院 | 一种双缺陷超薄金属有机框架纳米片催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112892608A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-04 | 江苏大学 | 一种水稳定的光降解有机污染物的复合材料及其制备方法 |
| CN113058655A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-02 | 杭州朗迈新材料有限公司 | 一种BiOCl/Fe-MOFs复合催化材料的制备方法及应用 |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102211030A (zh) * | 2011-04-11 | 2011-10-12 | 山东大学 | 纳米银/溴化银/溴氧化铋异质可见光光催化材料及其制备方法 |
| CN110721747A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-24 | 张贵勇 | 一种金属有机骨架光催化产氢复合材料及其制法 |
| CN111701601A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-25 | 南阳师范学院 | 一种Bi4O5Br2自组装空心花球的制备方法及在光催化还原CO2方面的应用 |
| CN112892608A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-04 | 江苏大学 | 一种水稳定的光降解有机污染物的复合材料及其制备方法 |
| CN112877714A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-01 | 浙江大学衢州研究院 | 一种双缺陷超薄金属有机框架纳米片催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112675911A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-04-20 | 福州大学 | 用于污水净化协同可见光催化还原二氧化碳的CTFs/Bi/BiOBr复合光催化剂 |
| CN113058655A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-02 | 杭州朗迈新材料有限公司 | 一种BiOCl/Fe-MOFs复合催化材料的制备方法及应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SHUAI-RU ZHU等: ""In Situ Growth of Metal−Organic Framework on BiOBr 2D Material with Excellent Photocatalytic Activity for Dye Degradation"", 《CRYST. GROWTH DES.》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117563582A (zh) * | 2023-10-27 | 2024-02-20 | 齐齐哈尔大学 | 富含氧空位的Bi/BiOBr@Bi–MOF异质结光催化剂及其制备方法和应用 |
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