[发明专利]通过具有P-N结和等离子体材料的催化剂由水的光催化氢制备有效
| 申请号： | 201580056598.9 | 申请日： | 2015-08-21 |
| 公开（公告）号： | CN107075696B | 公开（公告）日： | 2020-02-11 |
| 发明（设计）人： | 希沙姆·伊德里斯;马赫·欧非 | 申请（专利权）人： | 沙特基础工业全球技术公司 |
| 主分类号： | C25B1/04 | 分类号： | C25B1/04;C25B11/08;B01J35/00 |
| 代理公司： | 11270 北京派特恩知识产权代理有限公司 | 代理人： | 胡春光;张颖玲 |
| 地址： | 荷兰贝亨*** | 国省代码： | 荷兰;NL |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 通过 具有 等离子体 材料 催化剂 光催化 制备 | ||
1.一种光催化剂，其包含：
光活性材料，其包含n-型半导体材料和p-型半导体材料，其中在p-型材料和n-型材料的界面存在p-n结，并且其中所述p-型半导体材料包含氧化钴(II)；和
金属合金材料，其具有响应可见光和/或红外光的表面等离子体共振特性，
其中所述金属合金材料沉积在所述光活性材料的表面上；以及
其中所述n-型半导体材料包括含有锐钛矿和金红石二者的二氧化钛；且其锐钛矿相对于金红石的比例大于或等于1.5∶1。
2.根据权利要求1所述的光催化剂，其中所述金属合金材料分别是银-金-钯合金，或者银-钯合金，或者其混合物。
3.根据权利要求1所述的光催化剂，其锐钛矿相对于金红石的比例等于1.5∶1。
4.根据权利要求1所述的光催化剂，其中所述锐钛矿相对于金红石的比例为约80∶20。
5.根据权利要求1所述的光催化剂，其中所述n-型半导体材料包括具有锐钛矿相对于金红石的比例大于或等于2∶1的二氧化钛。
6.根据权利要求4所述的光催化剂，其中所述金属合金材料分别是银-金-钯合金，或者银-钯合金，或者其混合物。
7.根据权利要求1所述的光催化剂，其中所述n-型材料、所述p-型材料和所述金属合金材料各自处于颗粒形式。
8.根据权利要求7所述的光催化剂，其中所述n-型材料、所述p-型材料和所述金属合金材料各自为纳米结构，其中所述纳米结构是纳米线、纳米颗粒、纳米团簇、或纳米晶体、或其组合。
9.根据权利要求1所述的光催化剂，其包含低于5wt.％的所述金属合金材料。
10.根据权利要求1所述的光催化剂，其中所述金属合金材料覆盖不超过30％的所述光活性材料的表面积。
11.根据权利要求1所述的光催化剂，其中所述n-型半导体材料相对于所述p-型半导体材料的比例为75比25，或者80比20，或者95比5。
12.根据权利要求1所述的光催化剂，其中所述光催化剂沉积在基底上，所述基底诸如铟锡氧化物基底、不锈钢基底、氧化硅、氧化铝、氧化锆、或氧化镁。
13.根据权利要求1至12中任一权利要求所述的光催化剂，其中所述光催化剂能够催化水的光催化电解。
14.根据权利要求13所述的光催化剂，其中所述光催化剂被包含在能够通过电解水而形成氧和氢的电化电池的阳极中。
15.根据权利要求1至12中任一权利要求所述的光催化剂，其中所述光催化剂能够催化有机化合物的光催化氧化。
16.一种包含根据权利要求1至12中任一权利要求所述的光催化剂的组合物。
17.根据权利要求16所述的组合物，其包含0.1至2g/L的所述光催化剂。
18.根据权利要求16所述的组合物，其进一步包含水、牺牲剂或者二者。
19.根据权利要求18所述的组合物，其包含1至10w/v％的所述牺牲剂。
20.一种水裂解系统，其包括：
包含根据权利要求16至19中任一权利要求所述的组合物的透明容器；和
用于照射该水溶液的光源。
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