CN108892783B - 一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料及其制备方法 - Google Patents
一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108892783B CN108892783B CN201810419193.2A CN201810419193A CN108892783B CN 108892783 B CN108892783 B CN 108892783B CN 201810419193 A CN201810419193 A CN 201810419193A CN 108892783 B CN108892783 B CN 108892783B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- eosin
- visible light
- metal
- organic framework
- hydrogen production
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 45
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 title claims description 37
- YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N eosin Chemical compound [Na+].OC(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C(O)=C(Br)C=C21 YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 31
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 29
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 28
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- MWVTWFVJZLCBMC-UHFFFAOYSA-N 4,4'-bipyridine Chemical group C1=NC=CC(C=2C=CN=CC=2)=C1 MWVTWFVJZLCBMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 13
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 9
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- QOYRNHQSZSCVOW-UHFFFAOYSA-N cadmium nitrate tetrahydrate Chemical group O.O.O.O.[Cd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QOYRNHQSZSCVOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 2
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 6
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 6
- SEACYXSIPDVVMV-UHFFFAOYSA-L eosin Y Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C([O-])=C(Br)C=C21 SEACYXSIPDVVMV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 description 2
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000004224 UV/Vis absorption spectrophotometry Methods 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000004298 light response Effects 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013354 porous framework Substances 0.000 description 1
- 239000013265 porous functional material Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
- 238000012430 stability testing Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
- C08G83/008—Supramolecular polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
- B01J31/1691—Coordination polymers, e.g. metal-organic frameworks [MOF]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
- B01J2531/20—Complexes comprising metals of Group II (IIA or IIB) as the central metal
- B01J2531/27—Cadmium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/18—Metal complexes
- C09K2211/188—Metal complexes of other metals not provided for in one of the previous groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属‑有机框架材料及其制备方法。该金属‑有机框架材料是以曙红为主配体，4,4'‑联吡啶为辅助配体，与镉的可溶性盐通过水热反应制备得到，该材料的化学式为：[Mm(L1)n(L2)b(H2O)·(H2O)q]，式中，L1为曙红，L2为4,4'‑联吡啶，M为金属离子Cd2+，m＝1，n＝1，b＝0.5，q＝4。本发明提供的材料具有优异的发光稳定性、高耐化学性和高效的催化性能，可用于可见光驱动的光解水制氢；本发明的制备工艺简单，环境友好，成本低，易于大规模制备。
Description
技术领域
本发明属于光催化材料领域，涉及一种用于可见光催化的金属-有机框架材料，具体涉及一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料及其制备方法。
背景技术
氢气是一种可持续的清洁能源，可以替代化石燃料。光解水制氢被认为是一种有可行性的氢气生产技术，目的是将地球上丰富的太阳能转化为化学燃料能。然而，大多数光催化剂都是在紫外线照射下反应，仅占太阳光谱的3％-5％。因此，应开发高效的光催化剂以最大限度地提高对可见光的利用率。
然而，设计合成出具有高效光利用效率的光催化材料用于制氢是一个极具挑战的课题。一些金属-有机染料如Ru，Pt和Ir基复合物敏化催化剂已被用于开发可见光响应型光催化剂，但其价格昂贵，具有毒性和可回收性差限制了其更广泛的应用。由金属离子和有机连接体通过配位自组装所形成的金属-有机框架材料(Metal-organic Frameworks，MOFs)，具有高度结晶性和多孔骨架的稳定性可以促进光催化反应中的质量传输并提高电子-空穴分离的效率，从而使MOFs成为优异的光催化剂用于光解水制氢成为潜在的可能。但是，目前研究的MOFs材料要真正应用到高效的可见光驱动制氢中，科学工作者还需解决如下问题：
1.多数金属-有机染料基于Ru，Pt和Ir的复合物存在价格昂贵，具有毒性，回收性差的问题；
2.传统的MOFs作为光催化剂一般具有低的可见光利用率，较高的成本和较低的活性，可见光光谱区域中的光催化活性MOFs仍然相对较少。
因此，开发一种价格便宜、环境友好、具有可见光光催化性能的MOFs至关重要。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料，价格便宜，环境友好，发光稳定性好。
本发明的目的之二是提供一种上述基于曙红的可见光驱动制氢的金属有机框架材料的制备方法，工艺简单，可大规模生产。
为实现上述目的之一，本发明采用的技术方案是：一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料，以金属离子Cd2+为节点，以Eosin Y(曙红)为有机连接主配体和光吸收单元，4,4'-联吡啶为辅助配体，通过水热法得到具有三维网络结构的金属-有机框架材料Cd–EY；
Cd–EY的化学式为：[Mm(L1)n(L2)b(H2O)·(H2O)q]，式中，
L1为有机连接主配体Eosin Y，其结构式见式Ⅰ；
L2为辅助配体bpy，其结构式见式Ⅱ；
M为金属离子Cd2+；
m、n、b和q分别为金属离子，有机连接主配体(Eosin Y)，辅助配体(bpy)和水分子的个数，其中，m＝1，n＝1，b＝0.5，q＝4。
为实现上述目的之二，本发明采用的技术方案是：一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按照摩尔比(1～1.2)：(1～1.1)：(1.3～1.5)分别称取曙红(Eosin Y)、4,4'-联吡啶(bpy)和镉的可溶性盐，并置于玻璃样品瓶中，加入水和甲醇体积比为1:1的混合溶剂，并搅拌均匀；
S2、将玻璃样品瓶置于水热合成反应釜中，在75℃～85℃条件下保温反应22h～26h；
S3、待反应结束后，冷却得到红色块状晶体，再依次经过过滤、洗涤、干燥处理，即制得可见光驱动制氢的金属-有机框架材料。
优选的，所述曙红、4,4'-联吡啶和镉的可溶性盐的摩尔比为1：1：1.3。
优选的，所述镉的可溶性盐为四水合硝酸镉。
步骤S3中，所述干燥的温度为80℃～100℃，所述干燥的时间为5h～8h。
制备Cd–EY的化学反应方程式如下：
本发明提供的金属-有机框架材料可用作可见光响应型光催化剂，应用于光解水制氢。
本发明采用价格便宜、环境友好型的染料曙红作为主配体和光吸收单元，4,4'-联吡啶作为次配体，与镉离子通过一步水热反应，获得一例具有三维网络结构的金属-有机框架材料。该材料的固体紫外-可见吸收光谱表现出在373-650nm范围内的宽吸收带，表明该材料在可见光范围内有响应，为实现提高可见光的利用率和光催化剂的高效性提供前提，且材料在pH＝10.5和5.6的水溶液中均能够稳定存在，表现出优异的发光稳定性和高耐化学性，为在水溶液中光驱动析氢提供了基础。
当引入曙红作为MOF的有机连接体时，可见光驱动的析氢效果大大增强，其最高活性是TON(单位摩尔催化剂的产氢量)达到13920。详细的研究表明其高效的催化性能可归因于框架空间内的氧化还原位点和光敏剂之间发生的有效光致电子转移过程。
本发明的有益效果是：本发明使用的起始原料曙红(Eosin Y)和4,4'-联吡啶(bpy)价格低廉、环境友好，不需要额外合成；且通过一步水热反应合成出目标材料，产率高且化学性质稳定，制备工艺简单，成本低，易于大规模制备。本发明提供的方法为发展和制备广谱的具有可见光吸收且价格便宜的新型多孔功能材料开辟了新途径。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的金属-有机框架材料的结构示意图；
图2是本发明实施例1制备的金属-有机框架材料的PXRD稳定性测试图；
图3是本发明实施例1制备的金属-有机框架材料的固体紫外-可见吸收光谱；
图4是本发明实施例1制备的金属-有机框架材料作为光催化剂的最佳条件图；
图5是本发明实施例1制备的金属-有机框架材料对[Co(bpy)3]Cl2的荧光滴定图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
称取18.7mg曙红，4.2mg 4,4'-联吡啶和10.8mg Cd(NO3)2·4H2O，置于10mL的玻璃样品瓶中，加入5mL水和甲醇(体积比为1:1)的混合溶剂，然后将玻璃样品瓶置于水热合成反应釜里，再将水热合成反应釜放置于电热鼓风干燥箱中，恒温80℃，反应24h，待反应结束后，冷却得到红色块状晶体，过滤、洗涤、100℃干燥5h，制得金属-有机骨架材料。其晶体结构如图1所示，从图中可以看出曙红单元均匀分布，具有一个较大的孔道，为开展其光解水制氢性能研究奠定基础。
材料的稳定性测试
称取2份实施例1中的材料Cd–EY，分别加入到pH值为5.6和10.5的水溶液中，搅拌24小时，过滤，常温真空干燥后分别测试其PXRD，测试结果如图2所示，可以看出材料在pH＝10.5和5.6的水溶液中均能够稳定存在，为材料的稳定性提供支持。
材料的固体紫外-可见吸收光谱测试
称取10mg实施例1中的材料Cd–EY装样，进行固体紫外的测试。测试结果如图3所示，可以看出，Cd-EY在373-650nm范围内的宽吸收带，表明该材料在可见光范围内有响应，为实现提高可见光的利用率和光催化剂的高效性提供前提。
材料的光催化性能研究
利用循环水系统保证恒定温度，以Cd–EY作为光敏剂，[Co(bpy)3]Cl2为质子还原催化剂，TEA为电子牺牲体，放入体积比1:1的乙醇与水的混合溶剂中，用氙灯光源照射进行实验。产生的氢气用气相色谱来检测，载气为氮气。结果见附图4，可以看出，随着光照时间的进行，氢气产生量逐渐增加，反应5小时TON达到13920。
材料对[Co(bpy)3]Cl2的荧光滴定测试
称取实施例1中的材料Cd–EY，配制成0.17mM的水的标准悬浊液，取2mL上述悬浊液于石英比色皿中，再向其中逐次滴加0.02M的[Co(bpy)3]Cl2水溶液，直到荧光强度不再发生变化为止，总计加入[Co(bpy)3]Cl2浓度为0.24mM，激发波长为452nm，记录其在558nm的荧光发射峰。结果如图5所示，可以看出随着[Co(bpy)3]Cl2量的增加，Cd-EY的荧光发生显著的淬灭，表明可以有效地发生光诱导电子从Cd-EY激发态向[Co(bpy)3]Cl2的传递。
实施例2
称取18.7mg曙红，4.2mg 4,4'-联吡啶和12.5mg Cd(NO3)2·4H2O，置于10mL的玻璃样品瓶中，加入7mL水和甲醇(体积比为1:1)的混合溶剂，然后将玻璃样品瓶置于水热合成反应釜里，再将水热合成反应釜放置于电热鼓风干燥箱中，恒温75℃，反应24h，待反应结束后，冷却得到红色块状晶体，过滤、洗涤、90℃干燥6h，制得金属-有机骨架材料。
实施例3
称取22.4mg曙红，4.2mg 4,4'-联吡啶和10.8mg Cd(NO3)2·4H2O，置于10mL的玻璃样品瓶中，加入10mL水和甲醇(体积比为1:1)的混合溶剂，然后将玻璃样品瓶置于水热合成反应釜里，再将水热合成反应釜放置于电热鼓风干燥箱中，恒温75℃，反应26h，待反应结束后，冷却得到红色块状晶体，过滤、洗涤、100℃干燥6h，制得金属-有机骨架材料。
实施例4
称取22.4mg曙红，4.6mg 4,4'-联吡啶和10.8mg Cd(NO3)2·4H2O，置于10mL的玻璃样品瓶中，加入10mL水和甲醇(体积比为1:1)的混合溶剂，然后将玻璃样品瓶置于水热合成反应釜里，再将水热合成反应釜放置于电热鼓风干燥箱中，恒温80℃，反应22h，待反应结束后，冷却得到红色块状晶体，过滤、洗涤、80℃干燥8h，制得金属-有机骨架材料。
实施例5
称取22.4mg曙红，4.2mg 4,4'-联吡啶和12.5mg Cd(NO3)2·4H2O，置于10mL的玻璃样品瓶中，加入10mL水和甲醇(体积比为1:1)的混合溶剂，然后将玻璃样品瓶置于水热合成反应釜里，再将水热合成反应釜放置于电热鼓风干燥箱中，恒温80℃，反应26h，待反应结束后，冷却得到红色块状晶体，过滤、洗涤、100℃干燥5h，制得金属-有机骨架材料。
实施例6
称取22.4mg曙红，4.6mg 4,4'-联吡啶和12.5mg Cd(NO3)2·4H2O，置于10mL的玻璃样品瓶中，加入10mL水和甲醇(体积比为1:1)的混合溶剂，然后将玻璃样品瓶置于水热合成反应釜里，再将水热合成反应釜放置于电热鼓风干燥箱中，恒温85℃，反应24h，待反应结束后，冷却得到红色块状晶体，过滤、洗涤、90℃干燥5h，制得金属-有机骨架材料。
Claims (5)
1.一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料，其特征在于：该材料是以金属离子Cd2+为节点，以曙红为有机连接主配体和光吸收单元，4, 4'-联吡啶为辅助配体，通过水热法制得；该材料的化学式为：[Mm(L1)n(L2)b(H2O)·(H2O)q]，式中，L1为曙红，L2为4,4'-联吡啶，M为金属离子Cd2+；m、n、b和q分别为金属离子、有机连接主配体、辅助配体和水分子的个数，其中，m=1，n=1，b=0.5，q=4；具体制备方法包括如下步骤：
S1、按照摩尔比（1~1.2）：（1~1.1）：（1.3~1.5）分别称取曙红、4, 4' -联吡啶和镉的可溶性盐，并置于玻璃样品瓶中，加入水和甲醇体积比为1:1的混合溶剂，并搅拌均匀；
S2、将玻璃样品瓶置于水热合成反应釜中，在75 ℃～85 ℃条件下保温反应22 h～26h；
S3、待反应结束后，冷却得到红色块状晶体，再依次经过过滤、洗涤、干燥处理，即制得可见光驱动制氢的金属-有机框架材料。
2.根据权利要求1所述的基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料，其特征在于：所述曙红、4, 4' -联吡啶和镉的可溶性盐的摩尔比为1：1：1.3。
3.根据权利要求1所述的基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料，其特征在于：所述镉的可溶性盐为四水合硝酸镉。
4.根据权利要求1所述的基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料，其特征在于：步骤S3中，所述干燥的温度为80 ℃～100 ℃，所述干燥的时间为5 h～8 h。
5.根据权利要求1所述的基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料在制备可见光响应型光催化剂中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810419193.2A CN108892783B (zh) | 2018-05-04 | 2018-05-04 | 一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810419193.2A CN108892783B (zh) | 2018-05-04 | 2018-05-04 | 一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108892783A CN108892783A (zh) | 2018-11-27 |
| CN108892783B true CN108892783B (zh) | 2021-03-12 |
Family
ID=64342725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810419193.2A Active CN108892783B (zh) | 2018-05-04 | 2018-05-04 | 一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108892783B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111921559B (zh) * | 2020-08-16 | 2023-04-07 | 复旦大学 | 一种单位点过渡金属共价有机框架光催化剂及其制备方法 |
| CN113289687A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-24 | 华东师范大学 | 一种处理六价铬废水的锆基mof可见光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114308125B (zh) * | 2021-12-13 | 2023-06-16 | 大连理工大学 | 一种具有活化惰性c-h键功能的曙红y基金属有机框架的制备方法及其应用 |
| CN115385799B (zh) * | 2022-10-26 | 2023-03-14 | 广东工业大学 | 一种有机配体、三亚苯炔基功能化有机框架材料及其制备方法和应用 |
| CN116589692A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-08-15 | 中原工学院 | 镉金属有机框架材料、复合膜材料及其制备方法和应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105879885A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-08-24 | 上海大学 | 可见光光解水制氢催化剂及其制备方法 |
-
2018
- 2018-05-04 CN CN201810419193.2A patent/CN108892783B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105879885A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-08-24 | 上海大学 | 可见光光解水制氢催化剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Two New Coordination Complexes Based on Eosin Y Dye Ligand: Syntheses, Crystal Structures and Magnetic Properties;Xu Xiao-Wu等;《Chinese J. Struct. Chem.》;20171015;第36卷(第10期);第1594页左栏第1段和右栏第2段、第1597页右栏最后1段、第1598页图5 * |
| 基于4-甲基邻苯二甲酸和4,4′-联吡啶混合配体的镉的配合物的合成、结构及荧光性质;李凯慧等;《无机化学学报》;20130630;第29卷(第6期);第1312-1318页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108892783A (zh) | 2018-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108892783B (zh) | 一种基于曙红的可见光驱动制氢的金属-有机框架材料及其制备方法 | |
| Wang et al. | Inter-clusters synergy in iron-organic frameworks for efficient CO2 photoreduction | |
| CN108927224B (zh) | 一种钴离子负载的共价有机框架催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN111303445A (zh) | 钴基金属有机框架材料与应用 | |
| CN108440604B (zh) | 一种双核铱-铂配合物、其制备方法及其应用 | |
| CN114031647B (zh) | 双核钴配合物及其制备方法和应用 | |
| CN107619417A (zh) | 一种具有光催化活性的镉有机配合物及其制备方法与应用 | |
| Wang et al. | Solvent dependent Zinc (II) coordination polymers with 1, 3, 5-benzenetricarboxylic acid and the selective photocatalytic degradation for organic dyes | |
| CN115477763B (zh) | 一种利用金属有机框架MOF-303构建Cu、Ni双金属位的功能材料的方法 | |
| CN111686821A (zh) | 一种钌配合物和钼硫团簇染料敏化光催化产氢体系反应液 | |
| CN114591477A (zh) | 亚胺连接的二苯并噻吩砜基共价有机框架材料的制备和应用 | |
| CN112547125B (zh) | 一种可用于光解水的CdS/NiPc光催化剂及其制备方法 | |
| CN102532170B (zh) | 一价铜配合物、其制备方法、可见光催化还原二氧化碳的方法、以及染料敏化太阳电池 | |
| Zheng et al. | Synthesis, electrochemical property and photocatalytic H2 evolution of a novel binuclear complex under irradiation of visible light | |
| CN118955831A (zh) | 一种具有d-d-a构型的共价有机框架材料及其制备方法和应用 | |
| CN108080036A (zh) | 一种基于光敏性金属-有机配位纳米笼与二氧化钛的杂化材料及其制备方法和应用 | |
| CN107540660A (zh) | 一种以三联吡啶衍生物为配体的铁配合物及其合成方法和应用 | |
| CN115286757B (zh) | 基于多氮烯烃连接的共价有机框架材料及其制备方法和应用 | |
| CN111909221B (zh) | 一种可见光催化苯乙烯双官能化反应的金属-有机框架材料及其制备方法和应用 | |
| CN111793218B (zh) | 希夫碱二羧酸配体Zn、Cu金属有机骨架材料的制备方法和应用 | |
| CN115894347B (zh) | 基于Salen配体的四核钴配合物、其制备方法及应用 | |
| CN104324755B (zh) | 一种基于罗丹明6g的三核钴催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN114308126A (zh) | 一种K4Nb6O17微米花/Co-TCPP MOF析氢催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN107698777B (zh) | 一种铜配位的多孔聚合物、制备方法及应用 | |
| CN111039993A (zh) | 乙酰丙酮钌配合物及在光解水制氢中的应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |