[发明专利]一步法附载磷酸钴助催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及助催化剂的制备方法，属于功能材料中光催化材料领域；具体涉及到的是磷酸钴助催化剂的附载方法。

背景技术

进入21世纪，能源问题和环境问题日益严重。开发清洁的可再生能源迫在眉睫。H₂燃烧值高，无臭无毒，燃烧产物无污染，是可再生能源。H₂可直接作为燃料电池的燃料，为电动车提供动力，解决当前的尾气污染问题，也可将氢能直接转化为电能，为用电器供电，是拥有广阔前景的新能源。利用太阳能光催化分解水制氢，将能量密度低、分散性强的太阳能转化为氢能，再利用氢氧燃料电池可产生电能，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。因此，利用太阳能光催化分解水制氢受到了科学家们的广泛深入的研究。

经过30多年的研究,到目前为止开发出了多个可见光响应的光催化制氢体系。钽基类光催化剂具有性能稳定、吸收边大等优点受到科学家们的广泛重视，而助催化剂的引入可以大大提高原催化剂的催化性能，因此附载助催化剂也是提高催化剂性能的重要手段之一。而现有技术存在制备Co₃(PO₄)₃助催化剂的附载工艺复杂，耗时长，且催化制氧速率低的问题，限制了其进一步发展。

发明内容

本发明要解决现有技术存在制备Co₃(PO₄)₃助催化剂的附载工艺复杂，耗时长，且催化制氧速率低的问题，而提供一步法附载磷酸钴助催化剂的制备方法。

一步法附载磷酸钴助催化剂的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：

一、按照TaON光催化剂与Co元素的质量比为100:0.5～5，称取TaON光催化剂和Co²⁺溶液；

二、将步骤一称取的TaON光催化剂加入到Na₂HPO₄/NaH₂PO₄缓冲液中，搅拌至形成浊液，再加入步骤一称取的Co²⁺溶液，得到混合溶液；

三、在搅拌条件下，采用无滤光片的氙灯照射步骤二制备的混合溶液，控制照射时间为30min～35min，冷却，再离心洗涤，干燥，得到一步法附载磷酸钴助催化剂。

本发明采用的原料均为市售分析纯原料。

本发明的有益效果是：本发明方法的工艺简单、操作便捷，简化了Co₃(PO₄)₃助催化剂的附载工艺，节约了时间。该方法附载后的TaON光催化剂的催化性能得到了提高，在λ>400nm的光照射下，附载后的制氧速率是附载前2倍以上，达到了1.75mmol·h^-1·g^-1，并且在循环了12小时后催化剂的活性也没有明显的降低，显示了良好的循环性能。

本发明用于制备附载磷酸钴助催化剂。

附图说明

图1为实施例与对比实验的制氧速率的柱状图，其中“1”代表对比实验，“2”代表实施例一，“3”代表实施例二，“4”代表实施例三，“5”代表实施例四，“6”代表实施例五，“7”代表实施例六；图2为对比实验的TaON光催化剂的XRD谱图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一步法附载磷酸钴助催化剂的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：

一、按照TaON光催化剂与Co元素的质量比为100:0.5～5，称取TaON光催化剂和Co²⁺溶液；

二、将步骤一称取的TaON光催化剂加入到Na₂HPO₄/NaH₂PO₄缓冲液中，搅拌至形成浊液，再加入步骤一称取的Co²⁺溶液，得到混合溶液；

三、在搅拌条件下，采用无滤光片的氙灯照射步骤二制备的混合溶液，控制照射时间为30min～35min，冷却，再离心洗涤，干燥，得到一步法附载磷酸钴助催化剂。