[发明专利]一种Co-CDs@NM光催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种Co‑CDs@NM光催化剂的制备方法及应用，将葡萄糖酸钴溶于乙醇/水溶液中，加入NH₂‑MIL‑125搅拌6h后，抽滤得到固体；在45℃下真空干燥所得固体8h，并将干燥后的固体放进管式炉中煅烧，得到所述Co‑CDs@NM光催化剂。本发明操作简单、条件温和、设备要求低，是一种环保简易的制备方法。本发明制备的Co‑CDs@NM光催化剂为低毒性催化剂，能够将ppb级NO氧化形成容易去除的硝酸根或亚硝酸根，从而有效去除NO。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种Co-CDs@NM光催化剂的制备方法及应用。

背景技术

随着人们对严重的环境问题的日益关注，开发具有成本效益且高效的技术，以检测，调节和消除各种大气污染物（氮氧化物（NO_x），颗粒物（PM），挥发性有机物化合物（VOC）和氧化硫（SO_x）等）一直是热门话题。其中，氮氧化物被认为是对全球气候变化和人类健康问题的重大威胁之一，因为它是光化学烟雾、酸雨和雾霾等形成的最重要因素。据报道，包括氧化、非均相催化还原和物理/化学吸附等在内的几种方法在去除NO方面显示出较高效率。上述方法存在反应需要高温条件，并且投入的成本较高，需要持续的能源投入等问题，导致在处理NO时需要专业的设备、较高的能耗和成本，并且还会造成环境污染。但这些方法一直被研究用于较高浓度的大气NO处理，不适合处理ppb级NO。对于ppb级NO的处理，迫切需要开发一种具有以下特点的技术：（i）室温下高效转化NO；（ii）低成本和可持续的能源投入；以及（iii）大规模气体清洁的稳定性能。

金属有机骨架（MOF）是一类具有扩展的自组装3D网络的结晶微介孔杂化材料，它通过整合固有孔隙率，催化成分（金属离子）和捕光部分（配体）而展现出各种潜在应用成一个单一的复杂结构。因此，由于大量暴露的活性位点可促进MOF与反应物之间的界面反应，因此它们在光催化消除氮氧化物领域中已引起广泛关注。如何将NH₂-MIL-125这种金属有机骨架（MOF）用于ppb级NO处理的技术还未见报道。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有的氧化、非均相催化还原和物理/化学吸附方法不适合处理ppb级NO去除的问题，提供Co-CDs@NM光催化剂的制备方法及应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种Co-CDs@NM光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将葡萄糖酸钴溶于乙醇/水溶液中，加入NH₂-MIL-125搅拌6-8h后，抽滤得到固体；

（2）将所得固体在45-60℃下真空干燥8-12h后在氮气氛围下煅烧，得到所述Co-CDs@NM光催化剂。

其中，所述步骤（1）中，所述葡萄糖酸钴与NH_2-MIL-125的质量比68-210：300。所述步骤（2）中的煅烧为在氮气氛围下，以3-5℃/min升温速度升至200-240℃后煅烧2-5h。

进一步，所述NH₂-MIL-125采用如下方法制得：

1）将2-氨基对苯二甲酸溶于DMF与无水甲醇中，再加入异丙醇钛，将混合物置于箱中110-130 ℃保持72-80 h后，静置冷却至室温；

2）将1）中过滤得到的固体分别用DMF和甲醇浸泡过夜，然后抽滤得到固体；

3）将2）中得到的固体在100 ℃下真空干燥12h，即得NH₂-MIL-125。

其中所述步骤1）中，2-氨基对苯二甲酸与异丙醇钛的质量体积比为：1 g :1-2 mL。所述DMF和无水甲醇的体积比为4:1。