[发明专利]一种用于光解水产氢的NiTiO3

说明书

本发明涉及一种用于光解水产氢的NiTiO₃/TiO₂催化剂及其制备方法和用途，所述催化剂由Ni(NO₃)₂与HTNT制备而成。本发明还提供了该催化剂的制备方法，所述光催化剂通过水热的方法原位反应制备，制备的催化剂为均一的一维纳米管。该方法制备的NiTiO₃/TiO₂纳米管催化剂结构和性质稳定，可以反复用来催化光解水产氢反应，且循环使用多次后仍具有很好的稳定性。

技术领域

本发明属于半导体光催化领域，具体涉及一种用于光解水产氢的 NiTiO₃/TiO₂纳米复合材料催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

不可再生的化石能源的大量消耗使得能源枯竭以及严重的环境污染成为当前全球面临的一大难题。寻求环境友好型可再生能源成为解决能源危机和环境问题的最佳选择。氢气作为最清洁的能源而引起了广泛关注。直接利用太阳光分解水制备氢气被认为是一种解决能源危机和环境污染问题的有效途径。而利用太阳光分解水的过程离不开光催化剂的催化作用。目前发现的催化剂普遍存在稳定性差，光电转化效率低，环境危害较大，合成成本较高，光腐蚀等问题而无法大规模的应用。二氧化钛具有成本低，化学性质稳定，无污染等特点，被认为是较有前景的光催化剂。然而，二氧化钛的价带较宽对光的吸收利用较为有限，一般会添加助催化剂来增加可见光的吸收提高其光的吸收利用效率。

为了提高光催化剂的催化效率，CN103872174A(申请号201210552885.7) 提供了一种具有可见光吸收特性的Au修饰的TiO₂纳米棒阵列光阳极材料的制备方法。利用Au量子点对TiO₂表面和底部共同修饰，增加TiO₂在可见光范围的吸收范围，提高光解水效率。CN102513129A(申请号201110393837.3)提供了一种光催化TiO₂/Cu₂O复合薄膜制备方法，并通过修饰Pt提高其光催化制氢性能。然而，以上几种催化剂需要用到贵金属，制备成本较高。此外，这几种催化剂大多数不能实现循环利用，无法达到环保经济的目的。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种用于光解水产氢的 NiTiO₃/TiO₂催化剂及其制备方法，所述催化剂具有提高光解水产氢效率、可循环使用、环保经济等优点，所述制备方法反应条件温和，操作步骤简单。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于光解水产氢的NiTiO₃/TiO₂催化剂，为NiTiO₃与TiO₂的纳米复合材料。

根据本发明，所述NiTiO₃/TiO₂催化剂中NiTiO₃/TiO₂的摩尔比可以为 (0-0.055):1且不为0；优选为(0.005-0.045):1；进一步优选为(0.01-0.030):1；更进一步优选为(0.012-0.025):1。

根据本发明，所述NiTiO₃/TiO₂催化剂中的TiO₂相为锐钛矿相。

根据本发明，所述NiTiO₃/TiO₂催化剂为一维纳米管。所述纳米管的长可以介于100-800nm之间；内径可以为3-5nm。

根据本发明，所述NiTiO₃/TiO₂催化剂有较大的比表面积，比表面积可以为 80-150m²/g。

本发明的催化剂具有下述诸多优点：