CN116966932A - 一类联吡啶镍-氮化碳一体双功能材料的制备方法 - Google Patents
一类联吡啶镍-氮化碳一体双功能材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116966932A CN116966932A CN202310810528.4A CN202310810528A CN116966932A CN 116966932 A CN116966932 A CN 116966932A CN 202310810528 A CN202310810528 A CN 202310810528A CN 116966932 A CN116966932 A CN 116966932A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon nitride
- nickel
- bipyridine
- dimethylformamide
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- VMWYVTOHEQQZHQ-UHFFFAOYSA-N methylidynenickel Chemical compound [Ni]#[C] VMWYVTOHEQQZHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 6
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 6
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 6
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 5
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 4
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 14
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 43
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- -1 bipyridyl nickel-carbon Chemical compound 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 3
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- OWYWGLHRNBIFJP-UHFFFAOYSA-N Ipazine Chemical compound CCN(CC)C1=NC(Cl)=NC(NC(C)C)=N1 OWYWGLHRNBIFJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006880 cross-coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N Phenanthrene Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000002064 nanoplatelet Substances 0.000 description 1
- UMTMDKJVZSXFNJ-UHFFFAOYSA-N nickel;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ni] UMTMDKJVZSXFNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
- B01J31/18—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms
- B01J31/1805—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms the ligands containing nitrogen
- B01J31/181—Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, comprising at least one complexing nitrogen atom as ring member, e.g. pyridine
- B01J31/1815—Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, comprising at least one complexing nitrogen atom as ring member, e.g. pyridine with more than one complexing nitrogen atom, e.g. bipyridyl, 2-aminopyridine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/30—Ion-exchange
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
- B01J2531/80—Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
- B01J2531/84—Metals of the iron group
- B01J2531/842—Iron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于氮化碳基半导体材料和非均相光催化有机转化领域，具体涉及一类联吡啶镍‑氮化碳一体双功能材料的制备方法。本发明通过离子交换策略，将联吡啶镍配合物引入到光活性的离子型氮化碳CN‑K中，构筑了一系列新型联吡啶镍‑氮化碳一体非均相双功能催化剂(LnNi‑CN)。联吡啶镍‑氮化碳一体非均相双功能催化剂具有高含量、原子级分散的LnNi2+活性位点，同时保留了二维氮化碳基质的光催化活性；催化剂中联吡啶镍与氮化碳通过非共价相互作用结合形成稳定的Ni‑N4活性位点。该催化剂具有良好可回收性，多次循环使用仍具有高活性。本发明的联吡啶镍‑氮化碳一体双功能材料制备方法简单、成本低、绿色环保、且具有一定通用性，可用于工业上的规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一类联吡啶镍-氮化碳一体双功能材料的制备方法。
背景技术
非均相光催化转化采用可见光诱导反应，且催化剂易于分离和回收利用，是有机合成中实现绿色化学的一个重要方向。设计和构建具有高活性、高选择性、廉价环保的非均相光催化剂，发展高效、清洁和低能耗的合成方法是该领域亟待解决的前沿科学问题。氮化碳作为一类有机聚合物半导体光催化剂，具有离域大共轭和类石墨烯二维层状结构，因其可调的电子能带结构、优异的化学稳定性及低廉的成本，广泛应用于光解水制氢、光催化降解、CO2还原和光催化有机转化领域中。
离子型氮化碳CN-K具有K-插层聚庚嗪和片层状纳米晶结构，可有效增强光吸收、改善电子-空穴分离效率，具有显著更高的光催化活性。CN-K还可与过渡金属结合实现仅靠光催化不能实现的有机转化，但在之前的非均相催化有机转化体系中，过渡金属催化剂不能实现回收并且还存在扩散限制等问题，限制了这些方法在工业上的潜在应用前景。因此，迫切需要提供一种高选择性、高活性、高稳定性的催化剂用于非均相协同催化。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明通过离子交换法将联吡啶镍配合物引入到光活性的离子型氮化碳CN-K中，构筑了一系列新型联吡啶镍-氮化碳一体非均相双功能催化剂，并在可见光照射下可实现应用于一系列交叉偶联反应。
本发明的目的是提供一种联吡啶镍-氮化碳一体双功能材料的制备方法。
为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种联吡啶镍-氮化碳一体双功能材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将三聚氰胺、氯化铵及氯化钾混合研磨，研磨后于管式炉中煅烧，去离子水洗涤，离心所得沉淀物经真空干燥，得到黄色粉末状固体，记为CN-K；
(2)将步骤(1)所得CN-K和LnNiCl2(H2O)n分散在N,N-二甲基甲酰胺中，室温下搅拌，依次用N,N-二甲基甲酰胺、水和乙腈洗涤，离心所得沉淀物经真空干燥，得到淡黄色粉末状固体联吡啶镍-氮化碳一体双功能催化剂，记为LnNi-CN。
进一步的，步骤(1)中，所使用的三聚氰胺、氯化铵及氯化钾的用量比为1g:3g:10g。
进一步的，步骤(1)中，所述煅烧温度为550℃，煅烧时间为4h，煅烧的升温速率为2.3℃/min。
进一步的，步骤(1)中，所述离心速度为10000r/min，离心时间为10min，烘干温度为60℃，烘干时间为12h。
进一步的，步骤(2)中，所述CN-K和LnNiCl2(H2O)n的用量比为200mg:40mg，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的用量为5mL，氮气氛围，室温搅拌72h。
进一步的，步骤(2)中，用5mL N,N-二甲基甲酰胺洗涤2次，5mL水洗涤2次，5mL乙腈洗涤2次。
进一步的，步骤(2)中，所述离心速度为10000r/min，离心时间为10min，烘干温度为50℃，烘干时间为12h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提供了一类联吡啶镍-氮化碳一体双功能催化剂的制备方法，首次通过离子交换法将联吡啶镍配合物引入到光活性的离子型氮化碳CN-K中；该类催化剂具有高含量、原子级分散的LnNi2+活性位点，同时保留了二维氮化碳基质的光催化活性，催化剂中联吡啶镍与氮化碳通过非共价(阴阳离子)相互作用结合形成稳定的Ni-N4活性位点，可有效抑制联吡啶镍浸出和非活性“镍黑”形成。
2、该类催化剂可应用于一系列交叉偶联反应中；同时，在可见光激发下，催化剂内部可通过配体-金属电荷转移(LMCT)快速生成高活性Ni(I)物种，使催化剂在反应中表现出优异的催化性能，转化数可达1200；此外，该类催化剂具有良好的稳定性和可回收性，多次循环使用仍具有高活性，制备方法操作简便，成本低廉，绿色无污染，适合大规模生产。
附图说明
图1是本发明实施例1所制备的联吡啶镍-氮化碳一体双功能催化剂的制备流程示意图；
图2是对比例1所制备的CN-K和实施例1所制备联吡啶镍-氮化碳一体双功能催化剂的X射线衍射图；
图3是对比例1所制备的CN-K和实施例1所制备联吡啶镍-氮化碳一体双功能催化剂的红外光谱图；
图4是对比例1所制备的CN-K和实施例1所制备联吡啶镍-氮化碳一体双功能催化剂的X射线光电子能谱；
图5是对比例1所制备的CN-K和实施例1所制备联吡啶镍-氮化碳一体双功能催化剂的透射电镜图；
图6是实施例1所制备联吡啶镍-氮化碳一体双功能催化剂的核磁共振氢谱；
具体实施方式：
以下将结合具体实施例及附图对本发明进行详细的描述。实施例及对比例中所用到的材料可以通过市售渠道获得。
对比例1：
CN-K的制备:
将1g三聚氰胺、3g氯化铵及10g氯化钾混合均匀，在研钵中研磨至粉末状，将白色粉末转移至坩埚，在110℃烘30min去除水份。在氮气氛围下(90mL/min)将坩埚置于管式炉中，以2.3℃/min速率从室温升温至550℃，煅烧4h，自然冷却至室温，得到黄色粉末产物，用去离子水离心洗涤5次，以完全除去附着在样品表面残留的氯化钾和氯化铵。最后，将产物放入60℃真空干燥箱中干燥12h，得黄色粉末状固体CN-K。
实施例1
(1)bpyNi-CN一体双功能催化剂的制备
bpyNi-CN是通过离子交换法制备，具体操作如下：称取200mg CN-K和40mg(bpy)NiCl2(H2O)n于反应管中，经过抽真空氮气交换后将管密封，加入5mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺在室温下搅拌72h后，将混合物转移到离心管中并进行离心，分离得到的下层固体依次用5mL N,N-二甲基甲酰胺洗涤2次、5mL去离子水洗涤2次和5mL乙腈洗涤2次除去多余的(bpy)NiCl2(H2O)n和其他杂质。最后，将固体置于50℃真空干燥箱干燥12h,得到黄色粉末。
(2)dtbpyNi-CN一体双功能催化剂的制备
dtbpyNi-CN是通过离子交换法制备，具体操作如下：称取200mg CN-K和40mg(dtbpy)NiCl2(H2O)n于反应管中，经过抽真空氮气交换后将管密封，加入5mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺在室温下搅拌72h后，将混合物转移到离心管中并进行离心，分离得到的下层固体依次用5mL N,N-二甲基甲酰胺洗涤2次、5mL去离子水洗涤2次和5mL乙腈洗涤2次除去多余的(bpy)NiCl2(H2O)n和其他杂质。最后，将固体置于50℃真空干燥箱干燥12h,得到黄色粉末。
(3)dOMebpyNi-CN一体双功能催化剂的制备
dOMebpyNi-CN是通过离子交换法制备，具体操作如下：称取200mg CN-K和40mg(dOMebpy)NiCl2(H2O)n于反应管中，经过抽真空氮气交换后将管密封，加入5mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺在室温下搅拌72h后，将混合物转移到离心管中并进行离心，分离得到的下层固体依次用5mL N,N-二甲基甲酰胺洗涤2次、5mL去离子水洗涤2次和5mL乙腈洗涤2次除去多余的(bpy)NiCl2(H2O)n和其他杂质。最后，将固体置于50℃真空干燥箱干燥12h,得到黄色粉末。
(4)dClbpyNi-CN一体双功能催化剂的制备
dClbpyNi-CN是通过离子交换法制备，具体操作如下：称取200mg CN-K和40mg(dClbpy)NiCl2(H2O)n于反应管中，经过抽真空氮气交换后将管密封，加入5mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺在室温下搅拌72h后，将混合物转移到离心管中并进行离心，分离得到的下层固体依次用5mL N,N-二甲基甲酰胺洗涤2次、5mL去离子水洗涤2次和5mL乙腈洗涤2次除去多余的(bpy)NiCl2(H2O)n和其他杂质。最后，将固体置于50℃真空干燥箱干燥12h,得到黄色粉末。
(5)phenNi-CN一体双功能催化剂的制备
phenNi-CN是通过离子交换法制备，具体操作如下：称取200mg CN-K和40mg(phen)NiCl2(H2O)n于反应管中，经过抽真空氮气交换后将管密封，加入5mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺在室温下搅拌72h后，将混合物转移到离心管中并进行离心，分离得到的下层固体依次用5mL N,N-二甲基甲酰胺洗涤2次、5mL去离子水洗涤2次和5mL乙腈洗涤2次除去多余的(bpy)NiCl2(H2O)n和其他杂质。最后，将固体置于50℃真空干燥箱干燥12h,得到黄色粉末。
制备结果表征
图1为LnbpyNi-CN的合成过程图，LnbpyNi-CN通过离子交换法一步即可得到。
图2为CN-K和实施例1中制备的bpyNi-CN、dtbpyNi-CN、dOMebpyNi-CN、dClbpyNi-CN、phenNi-CN的X射线衍射图，所制备催化剂的X射线衍射光谱在8.2°和28.2°处显示出两个不同的衍射峰，对应于重复的庚嗪结构单元和层间堆叠。
图3为CN-K和实施例1中制备的bpyNi-CN、dtbpyNi-CN、dOMebpyNi-CN、dClbpyNi-CN、phenNi-CN的红外吸收光谱图，所制备催化剂的红外吸收光谱图在1200–1800cm-1、810cm-1、998cm-1和917cm-1、2180cm-1处显示出吸收峰，这归因于CN杂环的拉伸振动、七嗪环的弯曲振动、C-N振动信号和氰基(C≡N)的拉伸模式。
图4为CN-K和实施例1中制备的bpyNi-CN、dtbpyNi-CN、dOMebpyNi-CN、dClbpyNi-CN、phenNi-CN的X射线光电子能谱谱图，所制备催化剂的光X射线光电子能谱谱图显示LnNi-CN样品中存在C、N、O、K和Ni等元素。
图5为CN-K和实施例1中制备的bpyNi-CN、dtbpyNi-CN、dOMebpyNi-CN、dClbpyNi-CN、phenNi-CN的透射电镜图，所制备催化剂的光X透射电镜图显示含有不同配体的LnNi-CN均呈现出二维纳米片状形态，这和催化剂前体CN-K呈现出来的现象一样，而且在TEM图像中并未观察到团聚镍物种。
图6为实施例1中制备的bpyNi-CN、dtbpyNi-CN、dOMebpyNi-CN、dClbpyNi-CN、phenNi-CN的吡啶镍镍核磁共振氢谱。LnNi-CN在用HCl溶液浸出处理后，经过1H NMR分析浸出物LnNi和反应前LnNiCl2(H2O)n单体结构类似。结合电感耦合等离子体发射光谱分析实施例1中镍和钾的含量，结果如表1所示。
表1LnNi-CN中Ni、K和LnNi的含量
Claims (7)
1.一类联吡啶镍-氮化碳一体双功能催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将三聚氰胺、氯化铵及氯化钾混合研磨，研磨后于管式炉中煅烧，去离子水洗涤，离心所得沉淀物经真空干燥，得到黄色粉末状固体，记为CN-K；
(2)将步骤(1)所得CN-K和LnNiCl2(H2O)n分散在N,N-二甲基甲酰胺中，室温下搅拌，依次用N,N-二甲基甲酰胺、水和乙腈洗涤，离心所得沉淀物经真空干燥，得到淡黄色粉末状固体联吡啶镍-氮化碳一体双功能催化剂，记为LnNi-CN。
2.根据权利要求1所述的CN-K的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述三聚氰胺、氯化铵及氯化钾的用量比为1g:3g:10g。
3.根据权利要求1所述的CN-K的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述煅烧温度为550℃，煅烧时间为4h，煅烧的升温速率为2.3℃/min。
4.根据权利要求1所述的CN-K的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述离心速度为10000r/min，离心时间为10min，烘干温度为60℃，烘干时间为12h。
5.根据权利要求2所述的LnNi-CN的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述CN-K与LnNiCl2(H2O)n的用量比为200mg:40mg，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的用量为5mL，氮气氛围，室温搅拌72h。
6.根据权利要求2所述的LnNi-CN的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，用5mL N,N-二甲基甲酰胺洗涤2次，5mL水洗涤2次，5mL乙腈洗涤2次。
7.根据权利要求2所述的LnNi-CN的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述离心速度为10000r/min，离心时间为10min，烘干温度为50℃，烘干时间为12h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310810528.4A CN116966932A (zh) | 2023-07-04 | 2023-07-04 | 一类联吡啶镍-氮化碳一体双功能材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310810528.4A CN116966932A (zh) | 2023-07-04 | 2023-07-04 | 一类联吡啶镍-氮化碳一体双功能材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116966932A true CN116966932A (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=88480727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310810528.4A Pending CN116966932A (zh) | 2023-07-04 | 2023-07-04 | 一类联吡啶镍-氮化碳一体双功能材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116966932A (zh) |
-
2023
- 2023-07-04 CN CN202310810528.4A patent/CN116966932A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112169819B (zh) | 一种g-C3N4/(101)-(001)-TiO2复合材料的制备方法和应用 | |
| CN107456991B (zh) | 一种g-C3N4量子点负载钨酸铋纳米片光催化剂的制备方法 | |
| CN110152665B (zh) | CuO/Cu2O/Cu三元复合材料的制备方法 | |
| CN110743596A (zh) | 钌纳米颗粒/三维多孔氮化碳复合材料及制备方法与用途 | |
| CN107983387B (zh) | 一种氮化碳/硒酸铋复合材料的制备方法与应用 | |
| CN110756203A (zh) | 一种Ni2P/Mn0.3Cd0.7S光催化分解水复合催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN111729682A (zh) | 一种光催化剂g-C3N4/RGO/Bi2O3及其制备方法 | |
| CN107098429A (zh) | 一种BiVO4/BiPO4复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN113952986A (zh) | 一种WO3/TpPa-1-COF复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN107051570A (zh) | 一种制备大面积超薄g‑C3N4光催化材料制备的方法 | |
| CN113996323A (zh) | 一种硫化铟锌复合可见光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104801308A (zh) | 一种NiFe2O4/TiO2/海泡石复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN111604063A (zh) | g-C3N4/In2Se3复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN115555042A (zh) | 碳纳米管催化剂的制备方法、碳纳米管催化剂及其应用 | |
| CN113058601B (zh) | 用于光解水催化制氢的三元复合催化剂的制备方法及应用 | |
| CN114669315A (zh) | 用于光催化产过氧化氢的全有机复合光催化材料的制备方法 | |
| CN112354559B (zh) | 一种二维受体分子/多级孔TiO2复合光催化剂及其制备方法和光催化应用 | |
| CN106564952B (zh) | 一种糖类有机碳还原制备类石墨烯二硫化钼-石墨烯复合材料的方法 | |
| CN105312090B (zh) | 一种(C5H5)Ru/TiO2有机无机杂化光催化剂 | |
| CN109772419B (zh) | 在限域空间构筑氮化碳基超薄纳米片复合材料的制备方法 | |
| CN116966932A (zh) | 一类联吡啶镍-氮化碳一体双功能材料的制备方法 | |
| CN113398963B (zh) | 一种碳化钼负载碳包覆铁催化剂的制备方法及其在苯环选择性羟基化反应中的应用 | |
| CN113522273B (zh) | 一种富含氧空位三氧化钨的制备方法及其在光催化反应中的应用 | |
| CN114749196A (zh) | 一种核壳型微波催化剂、其制备方法及其应用 | |
| CN114100682A (zh) | 一种羽状叶异质结光催化剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |