(一)技术领域
本发明涉及一种核壳型zno/zno@nc光催化剂的合成方法及应用,属于催化剂合成技术领域。
(二)
背景技术:
氧化锌(zno)是一种直接宽带隙半导体,可有效地被紫外光(≤368nm)激发,因而呈现出良好的光催化活性,目前已被广泛应用在磁、光、电和催化等领域。作为分子组成简单的一类无机氧化物,zno具有无毒、原料易得、制备成本低和生物相容性良好等优点,比广泛研究的tio2表现出更高的光催化活性和量子产率,被认为是极具应用前景的高活性光催化剂之一。
zif-8是是采用二价锌盐和2-甲基咪唑合成的具有沸石方钠石拓扑结构的一种金属有机骨架材料(mofs),具有很好的热稳定性和化学稳定性,已广泛应用于气体吸附、催化、药物载体等领域。
本发明合成了一种核壳型zno/zno@nc光催化剂,以zno为内核,使zif-8在其表面生长,得到核壳型zno/zif-8,然后通过热解,获得核壳型zno/zno@nc光催化剂,再对噻吩类硫化物进行光催化吸附脱硫反应。
(三)
技术实现要素:
本发明一种核壳型zno/zno@nc光催化剂的合成方法及应用,具体包括以下步骤:
(1)称取3~7mmol的zno粉末、2~6mmol的2-甲基咪唑和10~50ml的二甲基甲酰胺水溶液,二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:1~5:1,混合均匀,在温度为50~90℃下水热处理8~24h后,进行离心处理,得到沉淀物。
(2)将步骤(1)得到的沉淀物用乙醇洗涤2~4次,然后在温度为40~80℃下真空干燥4~8h,即得到核壳型zno/zif-8。
(3)将步骤(2)得到核壳型zno/zif-8放入马弗炉中,在500~900℃下焙烧1~3h,冷却到室温后,用去离子水洗涤2~4次,然后在温度为40~80℃下真空干燥4~8h,即得核壳型zno/zno@nc光催化剂。
本发明一种核壳型zno/zno@nc光催化剂可以应用于噻吩类硫化物的光催化吸附脱硫反应。
本发明的优点在于:
1、本发明提出的一种核壳型zno/zno@nc光催化剂的合成方法及应用,以zno为内核,一方面作为载体,另一方面为zif-8外壳的合成提供zn源。
2、本发明提出的一种核壳型zno/zno@nc光催化剂的合成方法及应用,该光催化剂制备方法简单,催化活性强,催化剂稳定性好,同时具备光催化和吸附作用,有望实现工业应用。
(四)附图说明
图1:本发明提出的一种核壳型zno/zno@nc光催化剂的合成方法及应用的工艺流程图。
(五)具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例来详述本发明的技术特点,如图1所示。
实施例1:
本发明一种核壳型zno/zno@nc光催化剂的合成方法及应用,具体包括以下步骤:
(1)称取5mmol的zno粉末、4mmol的2-甲基咪唑和30ml的二甲基甲酰胺水溶液,二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为3:1,混合均匀,在温度为70℃下水热处理12h后,进行离心处理,得到沉淀物。
(2)将步骤(1)得到的沉淀物用乙醇洗涤3次,然后在温度为60℃下真空干燥6h,即得到核壳型zno/zif-8。
(3)将步骤(2)得到核壳型zno/zif-8放入马弗炉中,在700℃下焙烧2h,冷却到室温后,用去离子水洗涤3次,然后在温度为60℃下真空干燥6h,即得核壳型zno/zno@nc光催化剂。
本发明一种核壳型zno/zno@nc光催化剂可以应用于噻吩的光催化吸附脱硫反应。
结果表明,核壳型zno/zno@nc光催化剂对噻吩的脱硫率达到99%。
实施例2:
本发明一种核壳型zno/zno@nc光催化剂的合成方法及应用,具体包括以下步骤:
(1)称取3mmol的zno粉末、2mmol的2-甲基咪唑和10ml的二甲基甲酰胺水溶液,二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:1,混合均匀,在温度为50℃下水热处理24h后,进行离心处理,得到沉淀物。
(2)将步骤(1)得到的沉淀物用乙醇洗涤2次,然后在温度为40℃下真空干燥8h,即得到核壳型zno/zif-8。
(3)将步骤(2)得到核壳型zno/zif-8放入马弗炉中,在500℃下焙烧3h,冷却到室温后,用去离子水洗涤2次,然后在温度为40℃下真空干燥8h,即得核壳型zno/zno@nc光催化剂。
本发明一种核壳型zno/zno@nc光催化剂可以应用于苯并噻吩的光催化吸附脱硫反应。
结果表明,核壳型zno/zno@nc光催化剂对苯并噻吩的脱硫率达到97%。
实施例3:
本发明一种核壳型zno/zno@nc光催化剂的合成方法及应用,具体包括以下步骤:
(1)称取7mmol的zno粉末、6mmol的2-甲基咪唑和50ml的二甲基甲酰胺水溶液,二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为5:1,混合均匀,在温度为90℃下水热处理8h后,进行离心处理,得到沉淀物。
(2)将步骤(1)得到的沉淀物用乙醇洗涤4次,然后在温度为80℃下真空干燥4h,即得到核壳型zno/zif-8。
(3)将步骤(2)得到核壳型zno/zif-8放入马弗炉中,在900℃下焙烧1h,冷却到室温后,用去离子水洗涤4次,然后在温度为80℃下真空干燥4h,即得核壳型zno/zno@nc光催化剂。
本发明一种核壳型zno/zno@nc光催化剂可以应用于二苯并噻吩的光催化吸附脱硫反应。
结果表明,核壳型zno/zno@nc光催化剂对二苯并噻吩的脱硫率达到95%。