[发明专利]一种WO3

说明书

一种WO₃@THFB‑COF‑2‑Zn复合材料的制备及光催化CO₂还原制CO，涉及一种WO₃@THFB‑COF‑2‑Zn复合材料的制备及光催化CO₂还原制CO。本发明提供一种新型WO₃@THFB‑COF‑2‑Zn材料，目的是为了解决现有THFB‑COF‑2‑Zn光催化CO₂还原制CO效率不高的问题。本发明将WO₃加入到THFB‑COF‑2‑Zn合成体系中原位复合制备了WO₃@THFB‑COF‑2‑Zn复合材料。本发明的制备过程简单有效，试剂消耗少且产量高；且本发明提供的光催化剂能够有效提高THFB‑COF‑2‑Zn光催化CO₂还原制CO效率低的问题。本发明应用于光催化CO₂还原制CO领域，实验表明该复合材料具有优异的光催化CO₂还原制CO性能，在300W氙灯照射下5小时CO产量可达到373.3μmol·g^‑1，是THFB‑COF‑2‑Zn的5.4倍。

技术领域

本发明涉及一种WO₃@THFB-COF-2-Zn复合材料的制备及光催化CO₂还原制CO。

背景技术

人类生活水平的提高和工业发展水平的进步总是伴随着能源的大量消耗。数百年来，我们向大自然索取的能源主要是化石燃料，而化石燃料的过度燃烧排放的温室气体远远大于大自然自我循环可以吸收的量，这也造成了大气中温室气体的浓度越来越高。随之而来的是一系列的环境问题严重影响了人类的生产生活安全，如全球日渐变暖的气候、海平面升高、沙漠化日趋严重、海洋日趋酸化、物种多样性逐渐减少等。设计出合理的催化剂将CO₂气体还原为有价值的低碳燃料或有价值的含碳化学品是缓解CO₂含量过高的环境问题和传统化石能源短缺问题最理想也是一箭双雕的途径。

共价有机框架(COFs)材料是一种由共价键连接的高度多孔有机聚合结晶材料，由于其具有可以进一步设计的结构和带隙、长程规律的结构、优异的比表面积等优势，被公认为一种用于光诱导CO₂还原的新型光活性材料而走进了研究者的视野。然而，由于电子-空穴分离性较弱，单组分COF仅显示出较差的光催化活性。因此研制一种高效的CO₂还原的材料成为了研究热点。

发明内容

本发明的目的是要解决现有材料光催化CO₂还原制CO效率不高的问题，而提供一种WO₃@THFB-COF-2-Zn复合材料的制备方法。

本发明的一种WO₃@THFB-COF-2-Zn复合材料的制备方法是按以下步骤完成的：

一、将WO₃加入耐热玻璃管，随后加入1,3,5-三甲苯，置于磁力搅拌器上，在搅拌速度为300r/min～400r/min下搅拌20～30min，然后加入1,3,5-三嗪-2,4,6-三(4’-羟基-5’-甲酰基苯基)苯，继续搅拌5～10min，之后在超声频率为40KHz的条件下超声处理45min；

步骤一中所述WO₃的质量和1,3,5-三甲苯的体积比为(3.3～33.1)mg：1.5mL；

步骤一种所述WO₃和1,3,5-三嗪-2,4,6-三(4’-羟基-5’-甲酰基苯基)苯的质量比为(3.3～33.1) mg：26.25mg；

二、将乙醇、Zn(ClO₄)₂·6H₂O加入烧杯中，在超声频率为40KHz的条件下超声至全部溶解，随后加入(1R,2R)-(-)-1,2-环己二胺，继续超声15～20min直至产生白色絮状物；

步骤二中所述乙醇的体积和Zn(ClO₄)₂·6H₂O的质量比为1.5mL：55.83mg；