[发明专利]一种氮还原用复合材料光催化剂、其制备及应用

权利要求书

1.一种氮还原用复合材料光催化剂，其特征在于：所述光催化剂是由AuNPs、UIO-66以及多孔PTFE膜组成的复合材料；

其中，AuNPs限域在UIO-66中，形成Au@UIO-66；Au@UIO-66组装在多孔PTFE膜上，形成Au@UiO-66/PTFE膜复合材料，即所述光催化剂，具体是采用以下方法制备得到的：

(1)采用浸渍-还原法制备Au@UIO-66

先将UIO-66颗粒加入至水中超声分散，然后在搅拌下滴加四氯金酸水溶液，之后密封并在黑暗中搅拌混合不少于3h，收集沉淀物并洗涤，再将洗涤后的沉淀物分散于水中，在搅拌下滴加硼氢化钠水溶液，反应体系变成红色后继续搅拌反应30min以上，之后收集固体物质并进行洗涤，得到Au@UIO-66；

(2)通过抽滤法将Au@UIO-66组装在多孔PTFE膜上

先将Au@UIO-66超声分散在溶剂中，然后注入Nafion PFSA聚合物并混合均匀，然后将混合溶液倒入铺设有多孔PTFE膜的布氏漏斗中，通过抽滤除去混合溶液中的溶剂，最后干燥，得到Au@UiO-66/PTFE膜复合材料，即得到所述光催化剂；

其中，所述溶剂选用沸点在100℃以下的无机溶剂和有机溶剂中的至少一种，且不与Au@UiO-66以及Nafion PFSA聚合物反应；Nafion PFSA聚合物与溶剂的体积比为1：(50～100)。

2.根据权利要求1所述的一种氮还原用复合材料光催化剂，其特征在于：AuNPs在Au@UIO-66中的质量分数为0.6％～5.3％，Au@UIO-66在多孔PTFE膜上的负载量为0.1mg/cm²～1.2mg/cm²。

3.根据权利要求1所述的一种氮还原用复合材料光催化剂，其特征在于：AuNPs在Au@UIO-66中的质量分数为1.5％～3.5％，Au@UIO-66在多孔PTFE膜上的负载量为0.5mg/cm²～0.6mg/cm²。

4.根据权利要求1所述的一种氮还原用复合材料光催化剂，其特征在于：Au@UIO-66中，AuNPs的粒径为1.5nm～4.5nm，UIO-66材料的粒径为50nm～350nm。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的氮还原用复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下，

(1)采用浸渍-还原法制备Au@UIO-66

先将UIO-66颗粒加入至水中超声分散，然后在搅拌下滴加四氯金酸水溶液，之后密封并在黑暗中搅拌混合不少于3h，收集沉淀物并洗涤，再将洗涤后的沉淀物分散于水中，在搅拌下滴加硼氢化钠水溶液，反应体系变成红色后继续搅拌反应30min以上，之后收集固体物质并进行洗涤，得到Au@UIO-66；

(2)通过抽滤法将Au@UIO-66组装在多孔PTFE膜上

先将Au@UIO-66超声分散在溶剂中，然后注入Nafion PFSA聚合物并混合均匀，然后将混合溶液倒入铺设有多孔PTFE膜的布氏漏斗中，通过抽滤除去混合溶液中的溶剂，最后干燥，得到Au@UiO-66/PTFE膜复合材料，即得到所述光催化剂；

其中，所述溶剂选用沸点在100℃以下的无机溶剂和有机溶剂中的至少一种，且不与Au@UiO-66以及Nafion PFSA聚合物反应；Nafion PFSA聚合物与溶剂的体积比为1：(50～100)。

6.根据权利要求5所述的一种氮还原用复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，UIO-66颗粒在水中分散的浓度为1g/L～10g/L；步骤(2)中，Au@UIO-66在溶剂中的分散浓度为0.1g/L～3g/L。