[发明专利]一种上转光纳米光催化剂及其在可见光水解制氢中的应用

权利要求书

1.一种上转光Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/Pt-KNbO₃纳米光催化剂，其特征在于采用如下制备方法：

称取质量比0.1：1-1：1的Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂和KNbO₃纳米粉末1.5g与15-20 mL，1g/mL的氯铂酸溶液混合，加入20 - 40 mL的蒸馏水，在室温下经超声分散30 min，加热煮沸30 min，然后干燥36.0 h，将所得的固体混合物研磨，随后在300-700 ℃下煅烧2.0 h得到Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/Pt-KNbO₃纳米粉末；

所述的Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂上转换紫外发光材料的制备，所述的Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂纳米粉末的制备方法为：将0.01- 0.02 g的Er₂O₃和2.2 - 2.3g的 Y₂O₃纳米粉末溶解在质量分数为65 %的浓硝酸中并磁力加热搅拌直至无色透明，得到稀土离子溶液；然后称取12 - 13g 的Al(NO₃)₃·9H₂O完全溶解在蒸馏水中，在室温下用玻璃棒搅拌并慢慢加入到上述稀土离子溶液中；随后按照物质的量的比，柠檬酸：稀土离子 = 3：1称取柠檬酸，将其完全溶解在蒸馏水中并缓慢加入到上述稀土离子溶液中，其中柠檬酸作为螯合剂和助溶剂；最后将上述稀土离子溶液在50 - 60 °C加热搅拌，当溶液呈粘稠状时停止加热；将粘稠状溶液放入烘箱恒温80 °C加热36.0 h，在干燥过程中直到蒸干溶剂没有沉淀物生成，最终得到泡沫溶胶；得到的溶胶在500 ℃加热50 min，然后在1100 °C煅烧2.0 h；将煅烧的物质在空气中冷却至室温得到Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂纳米粉末；

所述的KNbO₃纳米粉末的制备，所述的KNbO₃纳米粉末的制备方法为：将3 - 5 g固体Nb₂O₅与35 - 40 g固体KOH混合，将所得的混合物加入到蒸馏水中，充分搅拌30 min，然后将所得的悬浊液加入到50 mL的聚四氟乙烯反应釜中，在160 - 180 oC下恒温12.0 h，得到的产物用去离子水和乙醇洗涤3次，然后在80 - 100 °C烘干12.0 h得到KNbO₃纳米粉末。

2.如权利要求1所述的上转光Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/Pt-KNbO₃纳米光催化剂，其特征在于制备方法中Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂和KNbO₃纳米粉末质量比为0.5：1，泡沫溶胶在500 ℃加热50 min，然后在1100 °C煅烧2.0 h。

3. 一种上转光Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/Pt-KNbO₃纳米光催化剂在可见光照射下水解制氢中的应用。

4. 如权利要求3所述的上转光Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/Pt-KNbO₃纳米光催化剂在可见光照射下水解制氢的应用，其特征在于：在可见光的照射下，将300 mg的Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/Pt-KNbO₃光催化剂加入到500 mL含10%甲醇的水溶液中，照射时间为5.0 h，溶液pH值为4.5-7.5。

5.如权利要求4所述的上转光Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/Pt-KNbO₃纳米光催化剂在可见光照射下水解制氢的应用，其特征在于：溶液pH值为6.0。