钴基MOFs材料的制备及光催化固氮的性能研究
Preparation of Cobalt-Based MOFs Materials and Performance Study of Photocatalytic Nitrogen Fixation
DOI: 10.12677/ms.2025.153049, PDF,    科研立项经费支持
作者: 陈江海, 孙银霞*:兰州交通大学化学化工学院,甘肃 兰州
关键词: 光催化金属有机框架固氮Photocatalysis Metal-Organic Frameworks Ammonia
摘要: 氨(NH3)是最重要的化学物质之一,在现代农业和工业中具有广泛的应用。本研究以2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪(H3TATB)和钴盐为原料,采用水热法成功合成了金属有机框架(MOF)材料。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)等技术对材料的结构、组成和形貌进行了详细表征,并利用紫外–可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和比表面积(BET)分析对其机理进行了探讨。研究结果表明,Co-MOF在光催化合成氨反应中表现出较高的催化效率,产率达到80 μmol∙L¹∙h¹,并且具有良好的稳定性。其较窄的带隙结构和较大的比表面积有助于增加光吸收能力和氮气的吸附能力,从而具有优异的光催化性能。
Abstract: Ammonia (NH3) is one of the most important chemical substances and has a wide range of applications in modern agriculture and industry. In the present study, metal-organic framework (MOF) materials were successfully synthesized by a hydrothermal method using 2,4,6-tris(4-carboxyphenyl)-1,3,5-triazine(H3TATB) and cobalt salt as raw materials. The structure, composition and morphology of the materials were characterized in detail by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM), and the mechanism was explored using ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS) and specific surface area (BET) analysis. The results showed that the Co-MOF exhibited high catalytic efficiency in the photocatalytic ammonia synthesis reaction with a yield of 80 μmol∙L1∙h1 and good stability. Its narrower bandgap structure and larger specific surface area help to increase the light absorption capacity and nitrogen adsorption capacity, resulting in excellent photocatalytic performance.
文章引用:陈江海, 孙银霞. 钴基MOFs材料的制备及光催化固氮的性能研究[J]. 材料科学, 2025, 15(3): 434-441. https://doi.org/10.12677/ms.2025.153049

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