一种普鲁士蓝类似物纳米框架材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113402726A(43)申请公布日2021.09.17(21)申请号202110706973.7(22)申请日2021.06.25(71)申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县福州大学城乌龙江北大道2号福州大学(72)发明人于岩周林鑫温永霖张元鸣庄赞勇(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.C08G83/00(2006.01)B01D53/86(2006.01)B01D53/52(2006.01)B01J31/22(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图9页(54)发明名称一种普鲁士蓝类似物纳米框架材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种普鲁士蓝类似物纳米框架材料及其制备方法和应用，属于材料技术领域。以硫酸铁、一水硫酸锰、铁氰化钾合成锰铁类普鲁士蓝前驱体，用水分散后，加入六水合氯化钴溶液，进行离子交换，再离心，洗涤，冷冻干燥后得到钴铁类普鲁士蓝纳米框架材料，在温和条件下，能高活性光催化二氧化碳还原成一氧化碳。本发明以重溶‑再结晶的方法制备了钴铁类普鲁士蓝纳米框架材料，可推广到镍、铜等盐中。该方法具有操作简单、制备周期短、经济效益高、通用性和适用性强、适合大规模生产等特点，经济效益和环境效益显著，有利于推广应用。CN113402726ACN113402726A权利要求书1/1页1.一种普鲁士蓝类似物纳米框架材料的制备方法，其特征在于：采用重溶‑再结晶方法，包括以下步骤：（1）将二价锰盐、三价铁盐、乙醇、去离子水和PVP混合，完全溶解，形成混合溶液A；（2）在混合溶液A中加入K3Fe(CN)6溶液，形成混合溶液B；（3）混合溶液B经搅拌、离心、洗涤、干燥，获得反应前驱体；（4）将反应前驱体分散于去离子水中，形成非均相溶液C，加入二价钴盐、镍盐、铜盐中的一种，搅拌、离心、洗涤、干燥，得到普鲁士蓝类似物纳米框架材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中二价锰盐为硫酸锰MnSO4·H2O，三价铁盐为硫酸铁Fe2(SO4)3，PVP为聚乙烯吡咯烷酮；二价锰盐与三价铁盐的质量比为5:2‑20:3，乙醇、去离子水与PVP的质量比为0.789:1:0.03。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中混合具体为：超声分散与磁力搅拌；超声分散时间为10‑20min；搅拌速度为500‑1000rpm，搅拌时间为10‑30min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中K3Fe(CN)6溶液添加量为100mL。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）（4）中搅拌、离心为：磁力搅拌，搅拌速度为500‑1000rpm，搅拌时间为60‑120min；离心机转速8000rpm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中洗涤为：乙醇洗涤2次，去离子水洗涤2次；步骤（4）中洗涤为：去离子水洗涤3次。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）（4）中干燥为：真空‑53℃冷冻干燥6‑12h。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中反应前驱体与去离子水的质量比为1：500‑1：2000；二价钴盐、镍盐、铜盐分别是氯化钴CoCl2·6H2O、氯化镍NiCl2·6H2O、氯化铜CuCl2·2H2O。9.一种如权利要求1‑8任一项所述的方法制备的普鲁士蓝类似物纳米框架材料。10.一种如权利要求1‑8任一项所述的方法制备的普鲁士蓝类似物纳米框架材料的应用，其特征在于：普鲁士蓝类似物纳米框架材料用于温和条件下光催化二氧化碳还原成一氧化碳。2CN113402726A说明书1/6页一种普鲁士蓝类似物纳米框架材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于材料技术领域，具体涉及一种高活性还原CO2的普鲁士蓝类似物纳米框架材料的制备方法及应用。背景技术[0002]近年来，金属有机框架（MOF）以其种类多、孔隙多、催化性能好和可调控的结构等优点，被广泛地研究。此外，由于其具有开放的三维结构，使其在光催化系统中具有巨大的应用潜力。基于重溶‑再结晶的方法为制备新型功能化金属有机框架（MOF）开辟了新的方法和思路。[0003]以往很少有研究关注用MOFs去构建纳米框架，其主要原因在于难以找到合适的MOFs模板剂，使其选择性的去除MOF的侧面。而以普鲁士蓝为模板剂时，可在酸性、碱性或者富硫环境下开发具有中空或者多孔结构的新型功能纳米材料，但由于PBA在这些环境下稳定性较差，因此通常会产生氧化物或者硫化物纳米框架，而并非基于PBA的纳米框架。[0004]目前，由于PBA属于MOFs材料，其也具有种类多、孔隙多、催化性能好、可调控的结构和独特的三维开