[发明专利]一种CdS@UIO-66-NH2

说明书

一种CdS@UIO‑66‑NH₂核壳复合材料的制备方法，步骤如下：（1）取一定量用硝酸镉和硫脲在水热法下制备出的CdS纳米颗粒超声分散形成均一分散液；（2）将一定量甲基丙烯酸加入到一定量的正丙醇锆溶液中，反应一定时间后，处理得到Zr₆团簇前驱体；（3）取一定量的CdS纳米分散液加入到Zr₆团簇前驱体中并超声分散，加入一定量的2‑氨基对苯二甲酸，在一定的温度下，反应一段时间后，经处理得到一定壳层厚度的CdS@UIO‑66‑NH₂核壳结构的复合材料。本发明解决了传统一锅法制备UIO‑66‑NH₂过程中易产生HCl；核壳结构的构建不仅解决了CdS纳米颗粒因团聚而降低了光催化活性，而且提高了光催化效率。

技术领域

本发明涉及一种CdS@UIO-66-NH₂核壳复合材料的制备方法，属纳米复合材料技术领域。

背景技术

硫化镉是一种无机物，化学式为CdS，晶体有两种，α-式呈柠檬黄色粉末，β-式呈桔红色粉末。微溶于水，易溶于酸，微溶于氨水。可用于制焰火、玻璃釉、瓷釉、发光材料、颜料。高纯度硫化镉是良好的半导体，对可见光有强烈的光电效应，可用于制光电管、太阳能电池和光催化剂等。

UIO-66-NH₂是一种金属有机框架，具有高比表面积、高孔隙率、结构多样的三维多孔材料。它是由Zr金属团簇为中心，12个对苯二甲酸（H₂BDC）为有机配体自组装形成的金属有机框架材料。UIO-66-NH₂的晶体结构为正八面体，其孔道结构由正四面体笼（0.8 nm）和的正八面体笼（1.1 nm）通过三角形窗口（0.6 nm）相连而成。UIO-66-NH₂具有良好的热稳定性，在高温（500℃）下仍能保持完整的晶体结构，并且在水、DMF、丙酮等溶剂和一定的酸、碱性下保持化学稳定性。UIO-66-NH₂因其稳定性好、比表面积大、具有可调控的活性位点而被广泛的应用于吸附、储能、催化等领域的研究。

核壳结构是一种新颖的两相异质结构，近年来广泛应用于纳米复合催化剂中。它具有以下几个方面的优点：（1）增加了两相的接触面积，保证了内核纳米颗粒的化学活性和稳定性，避免发生二次污染；（2）将催化过程限制在一定的空间区域，提高催化的选择性；（3）能迅速转移催化中间产物，避免催化剂失活。通常来说，核壳结构的制备采取一锅法在内核纳米颗粒表面生长覆盖一层纳米外壳的方式。但遗憾的是常规一锅法制备CdS纳米颗粒与UIO-66-NH₂的核壳结构十分困难，因为UIO-66-NH₂晶体在形成过程中容易产生酸性较强的盐酸，导致CdS纳米颗粒被溶解，很难得到核壳结构的复合材料。

综上所述，能够开发研制出一种壳层厚度可调的CdS@UIO-66-NH2核壳复合材料的制备方法，并且寻找一种经济有效且具有普遍适用性的制备CdS@UIO-66-NH₂核壳复合材料的方法是非常重要的。

发明内容

本发明的目的是，针对现有核壳结构的复合材料制备存在的问题，提供一种CdS@UIO-66-NH₂核壳复合材料的制备方法。

本发明实现的技术方案如下，为避免反应过程中HCl的形成，本发明采用预先合成Zr₆O₄(OH)₄¹²⁺团簇前驱体，再引入CdS和对苯二甲酸有机配体制备核壳结构复合材料，通过层层组装的方式来获得不同的壳层厚度。

一种CdS@UIO-66-NH₂核壳复合材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）取一定量用硝酸镉和硫脲在水热法下制备出的CdS纳米颗粒超声分散形成均一分散液；