[发明专利]一种光热化学循环分解水制备氢气的方法

权利要求书

1.一种光热化学循环分解水制备氢气的方法，其特征在于，具体包括下述步骤：

(1)确定通式Ti_xZn_1-xO_1+x中x的值，且x的取值范围为0.1～0.9，然后根据通式Ti_xZn_1-xO_1+x中锌(Zn)和钛(Ti)的摩尔比，称取硝酸锌Zn(NO₃)₂·6H₂O和钛酸丁酯Ti(OBu)₄；再量取去离子水，将称取的硝酸锌加入去离子水中溶解，并加入适量冰醋酸HAc抑制水解；然后再量取无水乙醇EtOH加入，即制得溶液A；

其中，去离子水与钛酸丁酯的体积比为3：10，即H₂O：Ti(OBu)₄为3：10；无水乙醇EtOH与钛酸丁酯的体积比为3：1，即EtOH：Ti(OBu)₄为3：1；

(2)将步骤(1)中称取的钛酸丁酯加入无水乙醇EtOH中，制得溶液B；其中，钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1：3，即Ti(OBu)₄：EtOH为1：3；

(3)将步骤(1)中得到的溶液A倒入正在搅拌的步骤(2)中得到的溶液B中，在室温下持续搅拌至凝胶；

(4)将步骤(3)中所得胶体置于110℃下烘干12小时后，研磨成细粉，然后以2℃/min的升温速率将细粉加热到500℃，再在空气气氛下焙烧1小时，制得二元复合金属氧化物；

(5)在常温常压下，将步骤(4)中制得的二元复合金属氧化物置于密闭腔体内，并使用光源照射反应1～2h；

该步骤发生的化学反应如下：1/yTi_xZn_1-xO_1+x→1/y Ti_xZn_1-xO_1+x-y+1/2O₂；

(6)将装有步骤(5)中光照过后的二元复合金属氧化物加热至500℃，并在保持500℃的温度下通入水蒸气，进行反应；

该步骤发生的化学反应如下：1/y Ti_xZn_1-xO_1+x-y+H₂O→1/yTi_xZn_1-xO_1+x+H₂。

2.根据权利要求1所述的一种光热化学循环分解水制备氢气的方法，其特征在于，步骤(5)和步骤(6)的总反应是：H₂O→H₂+1/2O₂。