【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光催化材料，特別涉及一種基于mof負載cds的高效復合光催化材料及其制備方法與應用。
技術介紹
1、酶催化具有高效性、專一性和溫和性等優點，其中酶主要分為六類，其中氧化還原酶約占所有酶類的30％，是使用最為廣泛的一類酶，其在羰基還原、碳-氫鍵的氧化、碳-碳雙鍵的環化等反應中呈現出較高的催化效率，對于藥物化合物的生產，氧化還原酶的對映選擇性至關重要。例如，p450酶催化(e)-4-氯-1-苯基-1-丁烯的合成(e)-1-氯-4-苯基-3-丁烯-2-醇的反應，在化學催化體系中通常需要在特定溫度和使用危險化學試劑下進行兩步反應。
2、而酶催化則是一種相對綠色的合成方法，已知80％氧化還原酶參與的反應都需要nadh，nad(h)通常以兩種形式存在：氧化態和還原態，分別以nad+和nadh表示。在催化過程中，大多數氧化還原酶需要一個或多個煙酰胺腺嘌呤核苷酸(nadh)作為輔助因子參與，且輔酶因子再生到驅動氧化還原酶的活化，也可使新型綠色藥物合成反應成為可能，但是，在反應中通常要持續供應nadh，導致應用成本比較高，所以研究一種經濟性、綠色和可持續性的nadh再生體系，對nadh在工業上的普及應用具有很大的意義。
3、半導體硫化鎘(cadmium?sulfide，cds)是一種能夠光催化再生輔酶nadh的催化劑，但是cds光催化劑存在以下的不足：其禁帶寬度是2.4e?v，能夠在較大波長的光下被激發，有效地增強了對自然光的吸收，其缺陷在于cds在受光激發后，長時間的光照會造成cds光腐蝕，嚴重制約了其光催
技術實現思路
1、本專利技術意在提供一種基于mof負載cds的高效復合光催化材料的制備方法，以解決現有技術中光催化材料cds在應用過程中容易發生團聚現象，不利于光催化活性提升的問題。
2、第一方面，本方案提供的一種基于mof負載cds的高效復合光催化材料的制備方法，包括以下步驟：
3、s1、制備mof多孔材料；
4、s2、使用所述mof多孔材料作為載體，將含有cd2+的溶液吸附到mof結構上；
5、s3、加入含s2+的溶液與mof上吸附的cd2+結合生成cds，cds固定在mof上；
6、s4、干燥后獲得以mof為載體負載cds的復合光催化材料，命名為cds/mof。
7、進一步的優化，s2加入cd2+的溶液和s3加入含s2+的溶液后，分別都攪拌2～5h。
8、本專利技術具備以下有益效果：
9、1、本專利技術中mof的引入有效改善了cds的粒徑尺寸，抑制cds發生團聚現象。
10、cds/mof復合材料中既包含mof特征衍射峰，又存在cds的特征衍射峰。將復合物cds/mof復合材料與單一相cds進行比較在cds/mof復合材料中cds的特征衍射峰得到寬化，cds的粒徑尺寸明顯減小，cds顆粒較好地分散于mof表面。這說明mof的引入可以有效改善cds的粒徑尺寸，cds團聚現象得到了較好地抑制，同時這也增強了cds與mof之間的相互作用。
11、2、cds團聚現象得到抑制，有助于底物與光催化劑接觸面積增大，利于光催化活性的提升。
12、3、所得cds/mof用于光催化再生輔酶nadh，具有快速且高產率的效果。
13、專利技術人對mof、cds和cds/mo的光催化再生輔酶的性能進行了測試，結果表明純mof結構沒有光催化性能；cds，60min產率只有50.4％；而cds/mof的表現非常優異，僅在8min內，光催化再生輔酶nadh的產率達到67.2％，相比于cds而言，時間非常明顯的縮短，且產率很顯著的得到提高，使得nadh再生體系的經濟性、綠色和可持續性得到顯著的提升。
14、4、以下兩方面說明本專利技術的方法有益于所述復合材料的形成。
15、(1)cds/mof復合材料在1179cm-1的吸收峰，相對mof的較弱，原因是cds晶體與mof相互作用形成了新的硫醚基(s-c)的伸縮振動吸收峰，有利于所述cds/mof復合材料的形成。
16、(2)cds/mof中的cd與s元素的結合能均向低能區移動，通過這個現象表明cds/mof在形成時，cds與mof界面處發生電荷轉移，電子由cds移動到zno中，致使mof和cds之間連接緊密，有利于復合材料的形成。
17、5、mof與cds之間有相互作用力存在，致使二者之間可以連接緊密。
18、專利技術人通過sem對cds、mof、cds/mof的形貌結構進行表征，結果顯示cds為粒徑很小的球形顆粒組成的塊狀物質，因單一相cds容易發生團聚形成較大聚集態的cds塊狀物。而mof展現了較大尺寸規整的晶體形貌，mof粒子尺寸在1.1～1.3μm之間，并未出現納米顆粒團聚現象，mof表面相對平整。而負載cds的復合材料相對純mof表面有明顯的顆粒物，表明為mof上有cds嵌入的效果，再從元素分布圖反饋的結果發現cds/mof表面的各元素分布均勻，說明mof與cds之間有相互作用力存在，致使二者之間可以連接緊密。
19、進一步，s1中所述mof多孔材料的制備為：向咪唑類水溶液中加入鋅鹽溶液，反應獲得mof多孔材料。
20、進一步，s1中，咪唑類水溶液中加入鋅鹽溶液反應之后，再添加木瓜蛋白酶進行修飾，接著進行s2～s4過程制備得到外部具有一層包覆膜的復合光催化材料，命名為cds/mof-p。
21、本專利技術進一步制備的cds/mof-p具備穩定的回收重復利用性能。制備得到cds/mof-p用于光催化再生nadh，10min產率66.5％；在循環利用28次后，ds/mof-p的催化活性基本保持不變，相比與cds/mof而言，循環利用性顯著提高，說明添加木瓜蛋白酶修飾后光催化復合材料循環穩定性能得到增強。
22、進一步，s1中，添加了木瓜蛋白酶反應之后，再添加原硅酸乙酯溶液進行混合修飾，接著通過s2～s4的步驟，最終制備得到的復合光催化材料，命名為cds/mof-p/sio2。
23、本專利技術進一步制備的cds/mof-p/sio2材料具有更好的光生電子-空穴性能，說明添加硅酸乙酯修飾后該材料的光敏性有明顯提升，將所述cds/mof-p/sio2用于光催化再生輔酶nadh，光催化效率得到進一步的提升，在6min內能夠獲得更高的產率，產率高達72.6％。有效縮短了反應時間和提升了產率性能，同時復合材料的回收利用率明顯提升。光催化復合材料cds/mof-p/sio2進行再生輔酶nadh的循環回收測試反應，可循環回收34次。
24、進一步，述咪唑類水溶液為2-甲基咪唑溶液，鋅鹽溶液為zna本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于MOF負載CdS的高效復合光催化材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于MOF負載CdS的高效復合光催化材料的制備方法，其特征在于：S1中所述MOF多孔材料的制備為：向咪唑類水溶液中加入鋅鹽溶液，反應獲得MOF多孔材料。
3.根據權利要求2所述的一種基于MOF負載CdS的高效復合光催化材料的制備方法，其特征在于：S1中，咪唑類水溶液中加入鋅鹽溶液反應之后，再添加木瓜蛋白酶進行修飾，接著進行S2～S4過程制備得到外部具有一層包覆膜的復合光催化材料，命名為CdS/MOF-P。
4.根據權利要求3所述的一種基于MOF負載CdS的高效復合光催化材料的制備方法，其特征在于：S1中，添加了木瓜蛋白酶反應之后，再添加體積占比5％～10％的原硅酸乙酯溶液進行混合修飾，接著通過S2～S4的步驟，最終制備得到的復合光催化材料，命名為CdS/MOF-P/SiO2。
5.根據權利要求1～4任一項所述的一種基于MOF負載CdS的高效復合光催化材料的制備方法，其特征在于：所述Cd2+溶液和S2+溶液的添加量相同，摩
6.一種基于MOF負載CdS的高效復合光催化材料，其特征在于，根據權利要求1～4中任一項所述的制備方法制備而得。
7.根據權利要求6所述的一種基于MOF負載CdS的高效復合光催化材料作為光催化劑在輔酶NADH再生中的應用。
8.根據權利要求8所述的應用，其特征在于：包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于：所述電子供體的用量為5w/v％～30w/v％，電子供體選自三乙醇胺、乙二胺四乙酸鈉、抗壞血酸或甲醇中的一種，所述Rh絡合物為[Cp*Rh(bpy)(H2O)]2，濃度為0.1～0.5mM，所述PB?buffer的濃度為0.1M，pH值5～9。
10.根據權利要求8或9所述應用中再生的輔酶NADH在構建再生輔酶驅動P450酶催化(E)-4-氯-1-苯基-1-丁烯反應生成(E)-1-氯-4-苯基-3-丁烯-2-醇的綠色藥物合成體系中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種基于mof負載cds的高效復合光催化材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于mof負載cds的高效復合光催化材料的制備方法，其特征在于：s1中所述mof多孔材料的制備為：向咪唑類水溶液中加入鋅鹽溶液，反應獲得mof多孔材料。
3.根據權利要求2所述的一種基于mof負載cds的高效復合光催化材料的制備方法，其特征在于：s1中，咪唑類水溶液中加入鋅鹽溶液反應之后，再添加木瓜蛋白酶進行修飾，接著進行s2～s4過程制備得到外部具有一層包覆膜的復合光催化材料，命名為cds/mof-p。
4.根據權利要求3所述的一種基于mof負載cds的高效復合光催化材料的制備方法，其特征在于：s1中，添加了木瓜蛋白酶反應之后，再添加體積占比5％～10％的原硅酸乙酯溶液進行混合修飾，接著通過s2～s4的步驟，最終制備得到的復合光催化材料，命名為cds/mof-p/sio2。
5.根據權利要求1～4任一項所述的一種基于mof負載cds的高效復合光催化材...
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