【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于催化劑，尤其涉及一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑及其制備方法與應用。
技術介紹
1、能源高效率利用和環(huán)境高水平保護有利于促進經濟高質量發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染無疑會制約經濟健康可持續(xù)發(fā)展，因此，尋找可持續(xù)和綠色能源是非常緊迫和高需求的。氫是一種潔凈的二次能源載體，與傳統化石能源相比，氫能簡單易得、環(huán)境友好，可再生的能源轉化而來的氫能本質上是一種“負碳排放”的能源。氫由于其高的能量密度(142?mjkg-1)、較好的利用效率以及生態(tài)友好的性質，長期以來被認為是理想的可再生能源載體，所以實現可持續(xù)制氫是最具吸引力和競爭力的技術之一。
2、甲醇因其質子密度高和易于液相運輸的優(yōu)點，成為最優(yōu)的氫氣載體之一。傳統的甲醇重整制氫需要較高溫度和壓力，能耗高且存在大量二氧化碳排放，進而，如何在溫和條件下低能耗地將甲醇轉化為氫氣和高附加值化學品得到科學界的高度重視。光催化技術可以在很大程度上緩解傳統甲醇重整反應條件苛刻、能耗高的劣勢，然而，當前大部分光催化劑仍存在效率低、光吸收差、分離電子和空穴效率低等問題。
3、現有技術中公開了一種應用于制氫領域的pt@tio2光催化劑，通過原位水熱反應制備pt@mil-125，然后使用?pt@mil-125作為前驅體在400℃下進行煅燒，成功制備了嵌入pt?的多孔pt@tio2。該嵌入的?pt@tio2不僅提供了更多的?pt?活性位點，而且促進了電荷的利用，有助于實現優(yōu)異的光催化活性。但是該催化劑仍然需要經400℃的高溫煅燒才能合成，能
4、因此，如何提供一種穩(wěn)定、高效、低能量消耗的催化劑用于甲醇液相重整制氫是本領域技術人員亟需解決的技術問題。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提出了一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑及其制備方法與應用。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了以下技術方案：
3、一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑，所述光熱催化劑為具有立方形貌的核殼結構。
4、有益效果：本專利技術提供的一種原位生長在氧化還原石墨烯上的cu2o/cu-mof光熱催化劑所形成的核殼結構能夠更好的將光催化和太陽能結合起來，實現了光熱協同效應，協同作用促使其在可見光照射下表現出優(yōu)異的光催化活性，同時在加熱的條件下，可以加速催化劑表面產物的解吸，促進光生電子和空穴的有效利用，在光熱協同催化條件下的產氫量有了明顯的提高，在低溫下也能有一定的產氫量。
5、一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑的制備方法，通過溶劑熱法將cu基mof材料原位封裝生長在氧化還原石墨烯表面的cu2o，構建具有緊密界面接觸的核-殼結構的光熱催化劑。
6、優(yōu)選的，具體包括以下步驟：
7、將生長在氧化還原石墨烯表面的cu2o的溶液和有機配體溶液充分攪拌均勻，再置于60℃下反應12~24h，反應結束后經后處理，即得到所述原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑。
8、有益效果：本專利技術先合成或購買得到氧化石墨烯，然后在高溫下還原成氧化還原石墨烯，再在氧化還原石墨烯上生長cu2o；cu-mof材料由生長在氧化還原石墨烯上的cu2o與有機配體通過配位反應得到。將氧化還原石墨烯納米片與mofs集成可以有效地加速光生電子-空穴分離并拓寬光吸收區(qū)域；cu基mof材料通過簡單的溶劑熱法原位封裝生長在氧化還原石墨烯表面的立方cu2o來構建具有緊密界面接觸的核-殼結構的光熱催化劑。cu2o的窄能帶可以產生更多的光生載流子，所形成的原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑中合適的能帶結構有利于異質結界面處電子和空穴的分離，促進了光誘導載流子的遷移速率。同時，cu-mof殼層對原位生長在氧化還原石墨烯上的cu2o核起到了很好的保護作用，保證了催化劑在光熱催化過程中的穩(wěn)定性。
9、優(yōu)選的，所述有機配體為均苯三甲酸（h3btc）。
10、優(yōu)選的，所述生長在氧化還原石墨烯表面的cu2o的溶液的溶劑為苯甲醇。
11、所述有機配體溶液的溶劑為乙醇。
12、優(yōu)選的，上述后處理為將反應結束后產物冷卻至室溫后，用無水乙醇洗滌并通過離心收集，然后置于無水乙醇中在60℃下純化3h，最后將所得純化后的產物離心，并在室溫下真空干燥過夜。
13、優(yōu)選的，所述生長在氧化還原石墨烯表面的cu2o的制備方法包括以下步驟：
14、將銅源、堿、葡萄糖分別與相同濃度和體積的氧化還原石墨烯混合后，再將所得三種溶液混合攪拌反應，反應結束后經一定后處理，得到所述生長在氧化還原石墨烯上的cu2o。該后處理包括離心分離出紅色固體，用蒸餾水和無水乙醇徹底洗滌，在60℃下干燥過夜。
15、優(yōu)選的，所述銅源、堿、葡萄糖的質量比為1:(0.2~1):(1.1~2.3)；
16、優(yōu)選的，所述銅源為硫酸銅；
17、所述堿為naoh。
18、優(yōu)選的，所述攪拌反應的攪拌速度為300~400rpm，反應溫度為60℃，反應時間為60min。
19、一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑在光熱催化甲醇液相重整制氫中的應用。
20、一種光熱催化甲醇液相重整制氫的方法，將甲醇、水、堿和上述原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑混合，在厭氧、光照、加熱條件下反應得到氫氣。
21、優(yōu)選的，所述堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉的一種或任意幾種。
22、優(yōu)選的，所述甲醇和水的摩爾比為1：（1~3）。
23、優(yōu)選的，所述加熱的溫度為100~210℃。
24、與現有技術相比，本專利技術具有如下優(yōu)點和技術效果：
25、本專利技術提供了一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑來提高光生電荷轉移速率以及利用光熱協同作用實現低溫甲醇液相重整制氫的方法，將氧化還原石墨烯納米片與mofs集成可以有效地加速光生電子-空穴分離并拓寬光吸收區(qū)域，cu-mof在生長在氧化還原石墨烯上的cu2o表面原位蝕刻，使其與cu2o建立了緊密的接觸，提高了該催化劑的穩(wěn)定性。所得光熱催化劑于高溫條件下性能優(yōu)于傳統半導體，在低溫條件下能夠利用太陽能來激發(fā)甲醇水高效反應產氫。并且該催化劑的核-殼結構具有增強的物理和化學穩(wěn)定性以及緊密的界面接觸，這有助于電荷轉移。本專利技術沒有添加任何其他表面活性劑或者改性預處理，采用mofs原位封裝生長在氧化還原石墨烯上的cu2o來構建異質結光催化劑，制備方法簡單，易于實施。
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1.一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼Cu2O/Cu-MOF光熱催化劑的制備方法，其特征在于，通過溶劑熱法將Cu基MOF材料原位封裝生長在氧化還原石墨烯表面的Cu2O上，構建具有緊密界面接觸的核-殼結構的光熱催化劑；
2.根據權利要求1所述的一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼Cu2O/Cu-MOF光熱催化劑的制備方法，其特征在于，所述堿為NaOH。
3.根據權利要求1所述的一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼Cu2O/Cu-MOF光熱催化劑的制備方法，其特征在于，所述攪拌反應的攪拌速度為300~400rpm，反應溫度為60℃，反應時間為60min。
4.如權利要求1-3任一項所述的一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼Cu2O/Cu-MOF光熱催化劑的制備方法制備得到的原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼Cu2O/Cu-MOF光熱催化劑，其特征在于，所述光熱催化劑為具有立方形貌的核殼結構；
5.如權利要求4所述的一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼Cu2O/Cu-MOF光熱催化劑在光熱催化甲醇液相重整制氫中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑的制備方法，其特征在于，通過溶劑熱法將cu基mof材料原位封裝生長在氧化還原石墨烯表面的cu2o上，構建具有緊密界面接觸的核-殼結構的光熱催化劑；
2.根據權利要求1所述的一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑的制備方法，其特征在于，所述堿為naoh。
3.根據權利要求1所述的一種原位生長在氧化還原石墨烯上的核-殼cu2o/cu-mof光熱催化劑的制備方法，其特征在于，所述攪拌反應的攪拌速度為300~400rpm，反應溫度為60℃，反應時間為60min。
<...【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：皮云紅，楊靖瑤，王鐵軍，劉舒婷，林文婷，曾蔡梓鈺，
申請(專利權)人：廣東工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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