[发明专利]催化材料及其制备方法、光催化剂、电催化剂

说明书

本发明涉及材料领域，具体公开了一种催化材料及其制备方法、光催化剂、电催化剂，所述催化材料包括以下的原料：UIO‑66(Zr)前驱体溶液和硒化钼，且所述UIO‑66(Zr)前驱体溶液中Zr的摩尔量与所述硒化钼中Mo的摩尔量之比为1‑1.5:1‑4.25。本发明实施例提供的催化材料同时具备优异的光催化性能和电催化析氢性能，通过采用UIO‑66(Zr)前驱体溶液和硒化钼作为原料，制备得到的催化材料可以用于降解染料废水、光催化还原Cr（Ⅵ）以及电催化制氢。而提供的制备方法简单，制备的催化材料的吸收光谱范围广，性能稳定，无毒，成本低廉，解决了部分现有金属有机骨架材料无法同时具备优异的光催化性能和电催化析氢性能的问题。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体是一种催化材料及其制备方法、光催化剂、电催化剂。

背景技术

环境和能源作为人类社会可持续发展涉及的主要问题，受到了人们的广泛关注。其中，染料废水的有机污染物含量高，且含有多种具有生物毒性的有机物，用常规的方法难以进行处理，给环境带来了严重污染。而重金属污染也一直以来都是环境治理的难题，尤其是金属Cr（Chromium，铬）对环境的危害极大，皮肤接触可能导致敏感，更可能造成遗传性基因缺陷，对环境有持久危险性。同时，由于全球大部分的能量需求来源于化石燃料，这最终必将导致化石燃料的枯竭，而其使用也将导致严重的环境污染，从化石燃料逐步转向利用可持续发展无污染的非化石能源是发展的必然趋势。

目前，采用催化材料治理染料废水或重金属污染是一种常见的解决手段，例如，采用光催化剂（通常在紫外光及可见光的作用下，产生强烈催化降解功能，能有效地降解空气中有毒有害气体，同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能）将有机物在光照下氧化生成无害的二氧化碳和水，或者采用光催化剂将毒性大的Cr（Ⅵ）还原成毒性小的Cr（Ⅲ）。而电解水制氢是实现工业化、廉价制备氢气等非化石能源的重要手段，利用催化材料的电催化析氢性能，可以提高电解水制氢的效果，对能源利用、燃料电池等利用有着重要影响。

通常，金属有机骨架（MOF，Metal Organic Framework）作为一种具有高比表面积、孔径可调节等优点的催化材料，被广泛应用在催化、分离、化学传感器、气体存储、药物输送和生物医学中。

但是，部分现有的金属有机骨架材料的催化性能比较单一，大多只是单独具有光催化性能或电催化析氢性能，不能同时应用于环境治理和能源利用领域。例如，UIO-66(Zr)（其中，UIO是University of Oslo，即奥斯陆大学）作为一种典型的MOF材料，是以无水四氯化锆和不同的有机配体（如苯二甲酸、对苯二甲酸、2-硝基苯二甲酸或1,2,4-苯三甲酸等）为原料制备而成，由于有限的光吸收性能，使得其在光催化方面有一定的限制。因此，设计一种同时具备优异光催化性能和电催化析氢性能的材料，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种催化材料及其制备方法、光催化剂、电催化剂，以解决上述背景技术中提出的部分现有金属有机骨架材料无法同时具备优异的光催化性能和电催化析氢性能的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种催化材料，包括以下的原料：UIO-66(Zr)前驱体溶液和硒化钼，且所述UIO-66(Zr)前驱体溶液中Zr的摩尔量与所述硒化钼中Mo的摩尔量之比为1-1.5:1-4.25。

优选的，所述UIO-66(Zr)前驱体溶液中Zr的摩尔量与所述硒化钼中Mo的摩尔量之比为1:2.55。

作为本发明进一步的方案：所述UIO-66(Zr)前驱体溶液包括以下按照重量份的原料：四氯化锆70-90份、有机配体50-60份以及适量的N,N-二甲基甲酰胺。

作为本发明再进一步的方案：所述有机配体选自对苯二甲酸。