SnS修饰富氮Zr-MOF可见光催化剂的构建及其在染料废水同步产氢与原位处理中的应用研究

《International Journal of Hydrogen Energy》：Transformation of dye-contaminated water into renewable hydrogen with in-situ wastewater treatment using a SnS-modified nitrogen-rich Zr-MOF as effective visible-light photocatalyst

本文报道了一种新型SnS/ZrBD-MOF复合光催化剂，通过构建S型异质结实现了可见光下染料污染水的同步净化与可再生能源（H2）生产。该材料以DABCO柱撑的锆基MOF（ZrBD-MOF）为载体，结合窄带隙SnS纳米颗粒，显著提升了电荷分离效率与可见光吸收能力。在400 ppm染料浓度下，复合材料对阳离子染料MB和阴离子染料MO的产氢速率分别达71.2±2.0 mmol·g?1·h?1和48.6±1.4 mmol·g?1·h?1，染料去除率均超93%，为废水资源化提供了绿色解决方案。

　　

材料表征

合成ZrBD-MOF的XRD图谱显示出结晶性锆基金属有机框架（MOF）的特征衍射峰。以BDC作为连接配体、DABCO作为氨基功能化配体的引入并未破坏框架结晶度，主要衍射峰（CCDC编号733458）得以保留。值得注意的是，DABCO这种具有吡啶末端氮的双齿配体引起了独特衍射峰位移和强度变化，表明其成功嵌入Zr₆(μ₃–O)₄(μ₃–OH)₄簇形成的孔道中。

结论

本研究通过将SnS纳米颗粒掺入氮功能化锆基MOF（ZrBD-MOF），成功合成新型SnS/ZrBD-MOF复合材料。原始ZrBD-MOF展现出高比表面积（652 m²·g^?1）和优异染料吸附能力，而SnS的引入显著增强可见光吸收，并通过S型异质结机制促进界面电荷分离。