[发明专利]一种块状多孔结构PdCl/COFs材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种块状多孔结构PdCl/COFs材料的制备方法，以偶氮苯二羧酸和2,4,6‑三(4‑氨基苯基)‑1,3,5‑三嗪为原料，通过热缩聚法制备有机骨架材料COFs，再采用K₂PdCl₄与COFs配合，得到块状多孔结构PdCl/COFs材料。该制备方法得到的PdCl/COFs材料可有效地提高COFs材料对可见光的响应能力和电子传输能力，进而提高了其光催化性能，具有较高可见光催化制氢性能。此外，该制备方法反应条件温和，合成工艺简单易于实现，可为制备其它COFs材料提供参考依据。

技术领域

本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种块状多孔结构PdCl/COFs材料的制备方法。

背景技术

环境的恶化和能源的枯竭是人类社会发展中遇到的严峻挑战，寻找开发利用可代替、无污染、成本低是目前亟待解决的问题。利用太阳能光催化分解水制取氢气是提供清洁能源的一种重要技术，解决此问题的关键是寻找有光催化制氢效果的材料。在许多已知材料中，半导体材料已广泛用于光催化反应，许多半导体光催化材料由于其宽带隙或光致腐蚀而影响它们的光催化活性。因此，高效光催化材料的研究和设计是光解水氢生产技术发展的关键。共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks，COFs)与半导体碳化氮相似，由轻质元素组成的，因此是一类原料廉价、易得、合成的结构多样化且可控、具有广泛应用前景的多相光催剂。由于其π电子在共轭平面内和轴向电荷传输性能，使COFs材料具有高载流子流动性、潜在的高效捕光性能和电子传输能力。因此，近年来COFs成为光催化水分解制氢领域的研究热点之一，后来有科学家又发现可用加入金属配合物作催化剂来提高制氢效果。但是，由于催化剂有限的光稳定性、结晶度低，以及缓慢的多电子扩散-控制的质子还原过程，合成一种高效的光催化COFs往往具有一定的挑战性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种合成工艺简单、具有较强可见光响应性能和光催化制氢能力的块状多孔结构PdCl/COFs材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的的技术方案为：

一种块状多孔结构PdCl/COFs材料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，以偶氮苯二羧酸和2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪为原料，通过热缩聚法制备有机骨架材料COFs，具体为：

将偶氮苯二羧酸、六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷、N,N-二异丙基乙胺溶解于N,N-二甲基甲酰胺中为A溶液；

将2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪溶解于N,N-二甲基甲酰胺中为B溶液；

然后将A和B溶液混合后在60℃下反应6～8h，反应结束后用水洗涤、抽滤、干燥得到有机骨架材料COFs；

步骤2，采用K₂PdCl₄与步骤1制备的COFs配合，得到块状多孔结构PdCl/COFs材料。

进一步地，所述偶氮苯二羧酸、六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷和2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪的物质的量之比为1:1:1.5～1:1:2.0。

进一步地，所述N,N-二异丙基乙胺的用量为217.5～250.0μL。

进一步地，所述N,N-二甲基甲酰胺在A和B溶液中的用量分别为55～70mL。

进一步地，所述步骤2采用贵金属化合物K₂PdCl₄与有机骨架材料COFs进行配位形成配合物PdCl/COFs，具体做法为：

取合成的COFs和K₂PdCl₄，以甲醇为分散剂，以1000r/min转速在搅拌的条件下，在室温下反应20～24h；