[发明专利]可见光下分解水制氢的复合光催化剂及其制备方法有效
| 申请号： | 201110144999.3 | 申请日： | 2011-05-31 |
| 公开（公告）号： | CN102259030A | 公开（公告）日： | 2011-11-30 |
| 发明（设计）人： | 陈刚;郝临星;于耀光;周彦松;谈翔;申造宇 | 申请（专利权）人： | 哈尔滨工业大学 |
| 主分类号： | B01J31/26 | 分类号： | B01J31/26;C01B3/04 |
| 代理公司： | 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 | 代理人： | 韩末洙 |
| 地址： | 150001 黑龙*** | 国省代码： | 黑龙江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 可见光 分解 水制氢 复合 光催化剂 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及分解水制氢的光催化剂及其制备方法。
技术背景
随着社会经济和科学技术的发展，人类对能源和环境问题越来越关注，开发洁净、高效的新能源，解决能源短缺和环境污染逐渐成为当今社会发展的核心命题。H2燃烧值高、无毒无臭、燃烧产物对环境友好，是可再生能源，可直接做为燃料电池的燃料，将氢能转化为电能，是拥有广阔应用前景的新能源。利用太阳能分解水制氢，将能量密度低、分散性强的太阳能转化为氢能，再通过燃料电池将生成的H2和O2进行电化学反应，产生电能，其产物水又可作为太阳能制氢的原料，且对环境不会产生任何污染，可形成良性循环的能源体系。现有的可见光下分解水制氢的复合光催化剂CdxZn1-xS、ZnIn2S4和CdIn2S4，但因为CdS光腐蚀现象严重，光生载流子复合率高，使用4h后，其催化性能下降80％左右，稳定性差。ZnIn2S4和CdIn2S4的产氢速率为2007μmol·h-1·g-1，太阳能转换效率低，其紫外-可见漫反射的吸收边在380nm～400nm，光谱响应范围窄。
发明内容
发明是要解决现有的可见光下分解水制氢的复合光催化剂的稳定性差、产氢速率低及光谱响应范围窄的技术问题，而提供可见光下分解水制氢的复合光催化剂及其制备方法。
本发明的可见光下分解水制氢的复合光催化剂是由Zn(Ac)2·2H2O、Cd(Ac)2·2H2O、稀土化合物和硫代乙酰胺制成，其中Zn(Ac)2·2H2O与Cd(Ac)2·2H2O的摩尔比为1∶1～2，Zn(Ac)2·2H2O和稀土化合物的摩尔比为1∶1.5～2.5，Zn(Ac)2·2H2O和硫代乙酰胺的摩尔比为1∶0.008～0.075，稀土化合物为Ce(NO3)3·6H2O或La(NO3)3·6H2O。
本发明的可见光下分解水制氢的复合光催化剂的制备方法按以下步骤进行：一、按Zn(Ac)2·2H2O与Cd(Ac)2·2H2O的摩尔比为1∶1～2，Zn(Ac)2·2H2O和稀土化合物的摩尔比为1∶1.5～2.5，Zn(Ac)2·2H2O和硫代乙酰胺的摩尔比为1∶0.008～0.075的比例称取Zn(Ac)2·2H2O、Cd(Ac)2·2H2O、稀土化合物和硫代乙酰胺；二、先将步骤一称取的Zn(Ac)2·2H2O、Cd(Ac)2·2H2O、稀土化合物加入到醇溶剂中，在温度为60℃～80℃的条件下搅拌20min～30min，然后再加入步骤一称取的硫代乙酰胺，在温度为60℃～80℃的条件下搅拌1h～3h，得到混合物；三、将步骤二得到的混合物加入反应釜中，在温度为120℃～240℃的条件下反应12h～24h；四、将反应釜冷却至室温后，得到的产物先用蒸馏水洗涤，然后再放在超声仪中超声处理0.5h～1.5h，再用无水乙醇洗涤后，放入超声仪中超声处理0.5h～1h，室温下吹干，得到可见光下分解水制氢的复合光催化剂；其中步骤一中所述的稀土化合物为Ce(NO3)3·6H2O或La(NO3)3·6H2O；步骤二中的醇溶剂为乙二醇、乙醇、甲醇或丙三醇。
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