[发明专利]一种MOF衍生的TiO2

说明书

本发明属于光催化剂技术领域，具体涉及一种MOF衍生的TiO₂/多孔g‑C₃N₄复合光催化剂及其制备方法和应用。所述MOF衍生的TiO₂/多孔g‑C₃N₄复合光催化剂的制备方法为，将MOF衍生的TiO₂与多孔g‑C₃N₄前体混合均匀，然后于450‑600℃下煅烧0.5‑5h，冷却后依次经洗涤、过滤、干燥，即得MOF衍生的TiO₂/多孔g‑C₃N₄复合光催化剂。本发明通过简单地混合煅烧法合成MOF衍生TiO₂/多孔g‑C₃N₄复合光催化剂，制备方法简单、反应条件适宜，适合大范围推广。

技术领域

本发明属于光催化剂技术领域，具体涉及一种MOF衍生的TiO₂/多孔g-C₃N₄复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

在所有化学燃料中拥有最高热值的氢气被认为是解决环境污染、能源短缺问题的重要的潜在能源。在所有产生氢气的技术中，包括电解水制氢、裂解化石能源制氢和光解水制氢。其中，光解水产氢被认为是一种有前景的途径。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）在2009年首次被Wang等人应用于光催化领域，但是由于光生电荷易重组导致纯的g-C₃N₄的光催化性能并不理想。而通过引入多孔结构是一种有效的方法。在此，以绿色环保的NaCl为模板，合成了多孔g-C₃N₄，有效改善了光催化活性。此外，与其它材料复合构筑异质结也是一种常见的方法。

TiO₂是最先应用于光解水技术的半导体光催化剂，其具有稳定性高、无毒、价格低廉等优点。但其只能对占太阳光谱5%的紫外光产生响应，致使对太阳光的利用率低。因此，可以通过半导体修饰、元素掺杂等解决这个问题。

而NH₂-MIL-125(Ti)，作为新兴材料金属有机框架材料（Metal OrganicFrameworks，简称MOFs）中的一个经典的代表，因其无毒、在水/光中稳定以及具有可见光响应，已经在固氮、CO₂还原等方面有所应用。而通过以NH₂-MIL-125(Ti)为模板进行热解生成的产物TiO₂，可以选择性的保存一些MOF的特性，如MOF的框架结构、孔隙体积以及优异的电子转移速率。

有鉴于此，提供一种MOF衍生的TiO₂/多孔g-C₃N₄复合光催化剂在高效产氢催化领域显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明提供了一种MOF衍生的TiO₂/多孔g-C₃N₄复合光催化剂，该复合催化剂具有较好的光催化活性，且在可见光催化制氢的试验中，产氢量连续且稳定。

本发明还提供了上述催化剂的制备方法，方法简单、反应条件适宜，适合大范围推广。

本发明还提供了上述催化剂的应用，可用于光催化产氢。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种MOF衍生的TiO₂/多孔g-C₃N₄复合光催化剂的制备方法，将MOF衍生的TiO₂与多孔g-C₃N₄前体混合均匀，然后于450-600℃下煅烧0.5-5h，冷却后依次经洗涤、过滤、干燥，即得MOF衍生的TiO₂/多孔g-C₃N₄复合光催化剂。