【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光催化材料，具體涉及一種硫銦鋅基單原子催化劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、公開該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、隨著社會的發展，傳統化石資源的消耗日益增加，造成了嚴重的能源危機和環境污染問題。作為一種替代，從豐富的木質纖維素生物質中尋求可再生能源最近受到了特別的關注。其中最受關注的是5-羥甲基糠醛(hmf)，它可以由c6碳水化合物脫水得到，其結構包括一個醛基，一個羥基和一個呋喃環。此外，多種高附加值中間體，如2,5-二甲酰呋喃(dff)、5-羥甲基-2-呋喃羧酸(hmfca)、5-甲基-2-呋喃甲酸(ffca)和2,5-呋喃羧酸(fdca)，可通過hmf分子的選擇性氧化得到，并用于呋喃基聚酯、醫藥中間體和抗菌劑。hmf的選擇性氧化已經在熱催化，電催化和光催化中進行了廣泛的研究。與需要直接或間接消耗能量的熱和電化學途徑不同，光催化途徑可以在溫和的反應條件下由太陽光驅動，具有太陽能利用率高、氧化還原能力可調、操作簡單等優點受到了廣泛的關注。
3、然而，由于現有光催化材料電子空穴利用率低的問題，導致難以產生大量的活性氧物種與底物中間體進行反應，使光催化hmf氧化的原料轉化率和產物選擇性受到了限制。
技術實現思路
1、為了解決現有技術的不足，本專利技術的目的是提供一種硫銦鋅基單原子催化劑及其制備方法和應用。本專利技術硫銦鋅基負
2、為了實現上述目的，本專利技術是通過如下的技術方案來實現：
3、第一方面，本專利技術提供了一種硫銦鋅基單原子催化劑的制備方法，包括以下步驟：
4、s1、將鋅鹽、銦鹽和硫代乙酰胺溶解于甘油水溶液中，進行水熱反應，得到硫銦鋅納米片；
5、s2、將硫銦鋅納米片分散于水和甲醇的混合溶液中，滴加金屬鹽溶液，光照后獲得所述硫銦鋅基單原子催化劑。
6、優選地，所述鋅鹽包括氯化鋅、硝酸鋅和醋酸鋅中的至少一種，所述銦鹽包括氯化銦、溴化銦和硝酸銦中的至少一種。
7、優選地，所述鋅鹽、銦鹽和硫代乙酰胺的摩爾比為1:1.9-2.1:3.9-4.1。
8、優選地，水熱反應的溫度為70-80℃，時間為1.5-2.5h。
9、優選地，所述金屬鹽為過渡金屬或貴金屬的可溶性鹽。
10、進一步優選地，所述金屬鹽包括硝酸鈷、硝酸鐵、硝酸鎳、氯鉑酸鉀和三氯化釕中的至少一種。
11、優選地，所述金屬鹽與硫銦鋅納米片的比例為30-176μmol：1g。金屬鹽溶液濃度需要足夠低，以保障金屬分散，避免團聚。
12、優選地，光照使用300w、λ≥420nm的氙燈，光照時間為20-40min，光照時維持溶液溫度小于10℃。采用光沉積的方法制備單原子催化劑時，容易造成原子團聚從而形成團簇或納米顆粒，但當在較低的溫度時可以有效的避免團簇活納米顆粒的存在。
13、第二方面，本專利技術提供了一種硫銦鋅基單原子催化劑，其特征在于，通過如第一方面所述的制備方法獲得。
14、單原子的引入，提高了硫銦鋅的光生載流子能力，同時單原子為富電子中心，可以有效的促進氧氣的吸附與活化，從而產生更多的活性氧物種，進而提高hmf的轉化率和產物dff的產量。
15、第三方面，本專利技術提供了如第二方面所述的硫銦鋅基單原子催化劑在光催化生物質資源的升值轉化中的應用。
16、優選地，所述光催化生物質資源的升值轉化為光催化hmf氧化。
17、上述本專利技術的一種或多種技術方案取得的有益效果如下：
18、單原子可以有效的分離光生載流子，同時有利于氧氣的吸附與活化，可以生成更多的活性氧物種，從而有效的提高hmf的轉化率和目標產物dff的選擇性，同時制備的單原子催化劑對于其他生物質資源如苯甲醇、糠醇、2-噻吩苯甲醇等可以高效的轉化且都可以實現含有醛基基團產物的高選擇性。
19、本專利技術通過在原始zis超薄納米片上通過簡單的低溫光沉積的方法制備了co1/zis單原子催化劑，實現了在綠色催化劑空氣的氣氛下對于hmf的高轉化率和目標產物dff的高轉化率。在12小時的時間里，hmf的轉化率為98.6％,dff選擇性為92.4％。
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1.一種硫銦鋅基單原子催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋅鹽包括氯化鋅、硝酸鋅和醋酸鋅中的至少一種，所述銦鹽包括氯化銦、溴化銦和硝酸銦中的至少一種。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋅鹽、銦鹽和硫代乙酰胺的摩爾比為1:1.9-2.1:3.9-4.1。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，水熱反應的溫度為70-80℃，時間為1.5-2.5h。
5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽為過渡金屬或貴金屬的可溶性鹽。
6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽包括硝酸鈷、硝酸鐵、硝酸鎳、氯鉑酸鉀和三氯化釕中的至少一種。
7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽與硫銦鋅納米片的比例為30-176μmol：1g。
8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，光照使用300W、λ≥420nm的氙燈，光照時間為20-40min，光照時維持溶液溫度小于10℃。
9.一種硫銦鋅基單
10.如權利要求9所述的硫銦鋅基單原子催化劑在光催化生物質資源的升值轉化中的應用；
...【技術特征摘要】
1.一種硫銦鋅基單原子催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋅鹽包括氯化鋅、硝酸鋅和醋酸鋅中的至少一種，所述銦鹽包括氯化銦、溴化銦和硝酸銦中的至少一種。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋅鹽、銦鹽和硫代乙酰胺的摩爾比為1:1.9-2.1:3.9-4.1。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，水熱反應的溫度為70-80℃，時間為1.5-2.5h。
5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽為過渡金屬或貴金屬的可溶性鹽。
6.如...
【專利技術屬性】
技術研發人員：程合鋒，譚鑫穎，黃柏標，王澤巖，王朋，劉媛媛，鄭昭科，張倩倩，張曉陽，
申請(專利權)人：山東大學，
類型：發明
國別省市：
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