[发明专利]一种MOF基衍生的复合光催化剂及其制备方法

摘要

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体为一种g‑C3N4/MXene/CuZnIn2S4纳米复合光催化剂及其制备方法。CuZnIn2S4作为应用比较广泛的光催化剂，可以通过对其形貌进行调控而增加活性位点的暴露数量，从而进一步提高其光催化活性。MOF异质结具有高比表面积和丰富的孔结构，可以解决复杂多相金属与配体的灵活配位问题，为高效光催化剂的构筑提供有利条件。该复合光催化剂的制备方法是，在CuZnIn‑MOF异质结中引入g‑C3N4和MXene，硫化后制得目标产物，即g‑C3N4/MXene/CuZnIn2S4纳米复合光催化剂。本发明的优点是，以MOF为模板制备的CuZnIn2S4具有超大的比表面积，为CuZnIn2S4与g‑C3N4的偶联提供了更多的负载位点，从而增大了活跃位点暴露数目，而MXene的引入可以显著提高载流子的传导能力，从而显著提高了光催化剂的光催化活性。

主权项

1.一种g‑C₃N₄/MXene/CuZnIn‑MOF纳米复合光催化剂及其制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）g‑C₃N₄/MXene/CuZnIn‑MOF固体粉末的制备按照锌盐、铜盐、铟盐、2‑甲基咪唑、对苯二甲酸、g‑C₃N₄、MXene和二甲基甲酰胺的质量比为1~30：1~30：1~30：1~50：1~40：0.1~20：0.01~10：10~90的比例，将锌盐、铜盐、铟盐、2‑甲基咪唑、对苯二甲酸、g‑C₃N₄、MXene和二甲基甲酰胺混合，将上述混合溶液在100~300℃下溶剂热反应5~40h，待反应完成，自然冷却后，进行离心分离，再依次用去离子水和无水乙醇充分洗涤，在30~100℃下烘干后得到g‑C₃N₄/MXene/CuZnIn‑MOF固体粉末；2）g‑C₃N₄/MXene/CuZnIn₂S₄复合光催化剂的制备按照g‑C₃N₄/MXene/CuZnIn‑MOF固体粉末、硫源和去离子水的质量比为1~40：1~30：10~90的比例，将g‑C₃N₄/MXene/CuZnIn‑MOF固体粉末、硫源和去离子水混合，将上述混合溶液在100~300℃下溶剂热反应5~40h，待反应完成，自然冷却后，进行离心分离再依次用去离子水和无水乙醇充分洗涤，在30~100℃下烘干后得到g‑C₃N₄/MXene/CuZnIn₂S₄复合光催化剂。