【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種聚氨酯多孔泡沫負載的cds/mil-101(fe)光敏劑的制備方法及產品和應用，利用多孔高比表面積的mof骨架結構，強化cds對co2的還原作用，用于污水處理領域。
技術介紹
1、化石燃料的開采和利用、人類生活和生產活動所產生的大量二氧化碳加速了全球變暖的速度光催化將二氧化碳轉化為高附加值的燃料和化學品似乎是同時解決能源和環境危機的可行策略。光催化co2還原是一種利用光能驅動催化劑將co2轉化為可再生碳氫燃料的過程，該技術不僅可節約石油、天然氣和煤等化石資源，而且變廢為寶，有效減少co2的對環境造成的危害，具有顯著的經濟和環境效益。
2、無機納米半導體材料具有豐富的光物理化學性質以及優異的光穩定性，被用作光敏劑進行人工光合作用固碳。其中，cds是一種具備合適的帶隙和導帶位置的可見光響應型光敏材料，能有效吸附co2并轉化為更為活潑的帶負電荷的co2物種。然而，cds納米粒子的聚集以及光催化過程中的光腐蝕問題，會造成光催化co2還原的應用受到限制。為了進一步解決這些問題，多孔納米結構的構建可以暴露更多的反應活性位，而且可有效抑制電子-空穴的復合。
3、mofs材料具有高比表面積及豐富的孔隙率，其結構和性能可調，被廣泛應用于吸附/分離領域。倘若cds納米粒子可以與mofs復合，可以充分利用mofs的開放孔道結構，擴大mofs與cds間的接觸面積，增強兩者間的協同作用，提高光生電荷的傳遞效率，從而提供更多的還原co2的催化活性位點。
4、另外，粉體光催化劑的回收問題也是影響其規模應用
技術實現思路
1、針對cds光敏劑在催化過程中顆粒團聚、催化co2還原效率低問題，本專利技術的目的在于提供一種聚氨酯多孔泡沫負載的cds/mil-101(fe)光敏劑的制備方法。
2、本專利技術的再一目的在于：提供一種上述方法制備的聚氨酯多孔泡沫負載的cds/mil-101(fe)光敏劑產品。
3、本專利技術的又一目的在于：提供一種上述產品的應用。
4、本專利技術目的通過下述方案實現：一種聚氨酯多孔泡沫負載的cds/mil-101(fe)光敏劑的制備方法，利用mofs材料的結構優勢，增強cds產生的光致電子促進co2的還原，并固載至多孔載體上可以實現催化劑的快速固液分離，具體包括以下步驟：
5、（1）將剪裁好的5×5cm大小形狀的聚氨酯海綿置于干燥的燒杯中，先用稀酸進行沖洗后，再將其浸泡至超純水中24h，干燥，備用；
6、（2）按照一定質量比將mil-101(fe)粉體分散在無水乙醇中，并加入（1）中活化好的聚氨酯海綿，置于超聲波反應器中超聲分散后，再置于恒溫搖床中進行振蕩反應，控制溫度、振蕩速率和時間；
7、（3）待振蕩結束后，取出聚氨酯海綿，用乙醇進行沖洗，并于烘箱中干燥處理，備用；
8、（4）在水浴加熱條件下，按照一定的比例向cd(no3)2溶液中加入（3）中得到的mil-101(fe)?負載型催化劑，然后按照ncd(no3)2:n硫代乙酰胺摩爾比1：1滴加1mm硫代乙酰胺溶液和0.05g表面活性劑，攪拌混合2h，隨后將于室溫下靜置陳化，控制水浴溫度和陳化時間；
9、（5）反應完畢后，對產物進行洗滌后干燥，即可得到負載型cds/mil-101(fe)光敏劑。
10、所述的mil-101(fe):聚氨酯多孔泡沫的質量比為1：（5~20）；
11、所述的溫度、振蕩速率和時間分別為25~40℃、100~250r/min和2~6h；
12、所述的cd(no3)2與mil-101(fe)的摩爾比為（1~8）：1，表面活性劑為聚乙二醇、ctab中的任意一種；
13、所述的水浴反應溫度和時間為60~90℃和3~6?h。
14、本專利技術提供一種聚氨酯多孔泡沫負載的cds/mil-101(fe)光敏劑，其特征在于根據上述任一所述方法制備得到。
15、本專利技術提供一種聚氨酯多孔泡沫負載的cds/mil-101(fe)光敏劑在光催化還原co2制甲醇中的應用。
16、cds/mil-101(fe)光敏劑的co2還原性能的測試在光催化還原co2反應裝置中進行，采用300w?xe燈作為反應光源，向反應器中加入1g負載型光敏催化劑以及100mlna2so3和naoh溶液，混合攪拌，并一定流速通入co2氣體。經30min暗處理后打開光源，每隔30?min取一定量反應液，測量甲醇的含量。
17、針對cds光敏劑在催化過程中顆粒團聚、催化co2還原效率低問題，采用mofs助催化，并利用其結構優勢提高cds在孔道中的分布率，刺激co2吸收和還原。進一步在多孔載體的固載后可解決粉體材料在循環回收中存在的損失率大的問題，提高固體生物量產量，促進有價值的c2+化學合成，這對實際應用具有較大指導意義。
18、基于mofs材料的大比表面積、孔隙率和大量不飽和活性位等特點，可直接進行空氣捕集co2。構建的高效的光催化co2反應體系，能有效促進復合體系界面的電荷轉移，提高cds電子傳質過程，進一步提高co2光致還原能力。與此同時，通過簡易的原位固載將活性組分cds/mil-101(fe)負載至多孔泡沫載體上，可進一步提高復合材料的負載率，加快光合固碳速率，并且該負載材料可以解決粉體材料在實際工況中回收循環難問題，快速進行固液分離，具備實際應用的前景。
19、本專利技術具有如下優點：
20、（1）本專利技術提出的一種聚氨酯多孔泡沫負載的cds/mil-101(fe)光敏劑的制備方法及應用，利用簡易的兩步法合成得到高表面積和孔隙率的復合材料，不僅為反應物提供了較大的吸附床，而且激發光催化劑生成壽命長的且具有氧化還原性的光生電子-空穴，從而提高光催化還原co2制甲醇的性能。
21、（2）本專利技術提出的負載型cds/mil-101(fe)光敏劑可以實現快速的固液分離，同時該聚氨酯海綿載體的豐富的孔道結構可有效提高對活性組分的負載，促進催化活性的提高。另外該負載型催化劑可經沖洗再生，能進行循環利用，穩定性良好。
22、（3）本專利技術構建的cds/mil-101(fe)光催化反應體系，充分利用mofs材料的結構優勢，促進光生電子在界面處的高效遷移，作為光敏劑cds和多孔載體的鏈接中心，可在氧化還原活性位點富集氣態反應物，并進一步避免光敏劑的光腐蝕，延長反應活性。
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1.一種聚氨酯多孔泡沫負載的CdS/MIL-101(Fe)光敏劑的制備方法，其特征在于，利用MOFs材料的結構，增強CdS產生的光致電子促進CO2的還原，并固載至多孔載體上，以實現催化劑的快速固液分離，包括以下步驟：
2.根據權利要求1中所述的一種聚氨酯多孔泡沫負載的CdS/MIL-101(Fe)光敏劑的制備方法，其特征在于，表面活性劑為聚乙二醇、CTAB中的任意一種。
3.根據權利要求1或2所述的一種聚氨酯多孔泡沫負載的CdS/MIL-101(Fe)光敏劑的制備方法，其特征在于，按以下步驟制備：
4.根據權利要求1或2所述的一種聚氨酯多孔泡沫負載的CdS/MIL-101(Fe)光敏劑的制備方法，其特征在于，按以下步驟制備：
5.根據權利要求1或2所述的一種聚氨酯多孔泡沫負載的CdS/MIL-101(Fe)光敏劑的制備方法，其特征在于，按以下步驟制備：
6.根據權利要求1或2所述的一種聚氨酯多孔泡沫負載的CdS/MIL-101(Fe)光敏劑的制備方法，其特征在于，按以下步驟制備：（1）將剪裁好的5×5cm大小形狀的聚氨酯
7.一種聚氨酯多孔泡沫負載的CdS/MIL-101(Fe)光敏劑，其特征在于根據權利要求1-6任一所述方法制備得到。
8.一種根據權利要求7所述聚氨酯多孔泡沫負載的CdS/MIL-101(Fe)光敏劑在光催化還原CO2制甲醇中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種聚氨酯多孔泡沫負載的cds/mil-101(fe)光敏劑的制備方法，其特征在于，利用mofs材料的結構，增強cds產生的光致電子促進co2的還原，并固載至多孔載體上，以實現催化劑的快速固液分離，包括以下步驟：
2.根據權利要求1中所述的一種聚氨酯多孔泡沫負載的cds/mil-101(fe)光敏劑的制備方法，其特征在于，表面活性劑為聚乙二醇、ctab中的任意一種。
3.根據權利要求1或2所述的一種聚氨酯多孔泡沫負載的cds/mil-101(fe)光敏劑的制備方法，其特征在于，按以下步驟制備：
4.根據權利要求1或2所述的一種聚氨酯多孔泡沫負載的cds/mil-101(fe)光敏劑的制備方法，其特征在于，按以下步驟制備：...
【專利技術屬性】
技術研發人員：童琴，朱君，鄔淑紅，吳曉燕，
申請(專利權)人：上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司，
類型：發明
國別省市：
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