[发明专利]由元素钽铟镍氧和氮组成的催化剂在可见光下分解水产生氢气和氧气中的应用

权利要求书

1.由元素钽铟镍氧和氮组成的催化剂在可见光下分解水产生氢气和氧气中的应用，其特征在于，催化剂由元素钽、铟、镍、氧和氮组成，化学组分表示为In_1-xNi_xTaO_4-zN_z，呈现单晶态，其中x表示元素镍和钽的摩尔比例，0<x≤0.2； 0<z<1，按照下述步骤进行制备：

步骤1，将氧化物粉末In₂O₃, NiO和 Ta₂O₅按照化学式表示的化学计量比进行混合均匀后压片；

步骤2，将压片后的样品进行高温焙烧，所述高温焙烧工艺为：焙烧温度为1000—1200℃；焙烧保温时间至少20小时；

步骤3，将高温焙烧后的样品研磨过筛；

步骤4，将过筛后的粉末在氨气下进行渗氮处理，得到最终催化剂In_1-xNi_xTaO_4-zN_z，温度选择750—1100℃；渗氮的时间控制根据所需的z大小进行选择。

2.根据权利要求1所述的由元素钽铟镍氧和氮组成的催化剂在可见光下分解水产生氢气和氧气中的应用，其特征在于，所述x 为0.1≤x≤0.2。

3.根据权利要求1所述的由元素钽铟镍氧和氮组成的催化剂在可见光下分解水产生氢气和氧气中的应用，其特征在于，所述x为0.1。

4.根据权利要求1所述的由元素钽铟镍氧和氮组成的催化剂在可见光下分解水产生氢气和氧气中的应用，其特征在于，所述步骤1中，选用的氧化物粉末为化学纯或者分析纯，预先进行干燥以排除水分的影响，然后进行研磨后过筛，选择粒径较为均一的氧化物粉末进行混合；在混合过程中选择球磨机，转速为500—700转/分钟，持续时间在30min以上，也可选择手工研磨，以达到氧化物粉末混合均匀为目的；压片时选用压片机进行，压力选择1至5MPa。

5.根据权利要求1所述的由元素钽铟镍氧和氮组成的催化剂在可见光下分解水产生氢气和氧气中的应用，其特征在于，所述步骤2中，所述高温焙烧工艺为：焙烧温度为1100—1150℃；焙烧保温时间为24—48小时；自室温20—25℃开始升温，保温达到所需时间后自然空冷至室温，焙烧气氛选择空气，焙烧机器选用控温的常用马弗炉即可。

6.根据权利要求1所述的由元素钽铟镍氧和氮组成的催化剂在可见光下分解水产生氢气和氧气中的应用，其特征在于，所述步骤3中，将高温焙烧后的样品研磨过筛得到粒径较为均一的粉末颗粒，同时增大渗氮的面积，所述过筛目数为100—300目。

7.根据权利要求1所述的由元素钽铟镍氧和氮组成的催化剂在可见光下分解水产生氢气和氧气中的应用，其特征在于，在步骤4中，通过渗氮时间调控氮元素的含量和粒径的大小；在所述步骤4中，将过筛后的粉末在氨气下进行渗氮处理，温度为800—850℃，时间为5—60小时。