[发明专利]一种Nb-Rh共掺二氧化钛光催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种多用途Nb‑Rh共掺二氧化钛光催化剂及其制备方法和用途，所述催化剂通过Nb和Rh对TiO₂进行掺杂改性合成。掺杂改性合成的Ti_1‑x‑yNb_xRh_yO₂催化剂具有极好的光催化效应，主要是针对光催化裂解水和光催化裂解有机物。改性后的Ti_1‑x‑yNb_xRh_yO₂维持了TiO₂原有的化学稳定性。根据这些特性，该催化剂在能源和环境领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种光催化裂解水制氢和光催化裂解有机物催化剂及其制备方法和应用，涉及半导体光催化技术领域，具体涉及二氧化钛光催化材料技术领域。

背景技术

随着石油、煤炭等传统化石能源的逐渐枯竭和环境问题的日益恶化，以化石能源为基础的传统能源结构体系正面临着前所未有的危机与挑战。氢气具有高的能量密度、优异的燃烧性能、清洁无污染等优点，是传统化石能源的最佳可替代绿色能源。然而，氢能的利用很大程度上取决于制氢技术工艺的发展，目前工业制氢工艺主要是石化催化裂化及天然气蒸汽重整制氢，该工艺从环境以及能量综合利用的角度来考虑并不符合“绿色可持续发展”的发展需求。近年来，随着新型技术和材料的不断发展和电网系统的不断优化与升级，光解水制氢技术的优势被不断放大，甚至被许多科学家与企业家们誉为“最理想的工业制氢方法”，而该技术的最核心问题是高效、稳定、廉洁的制氢光催化剂的开发。

二氧化钛成本低，化学性质稳定且无污染，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，限制了其在光催化领域的应用。

发明内容

本发明的目的是针对目前光催化领域存在的催化剂催化效率低的问题，提供一种Nb-Rh共掺杂TiO₂催化剂，其化学组成可表示为Ti_1-x-yNb_xRh_yO₂，其中，x的范围为0x≤0.1，y的范围为0y≤0.1。优选地，1×10^-5≤x≤0.08，1×10^-5≤y≤0.08；还优选地，1×10^-4≤x≤0.06，1×10^-4≤y≤0.06；进一步优选地，5×10^-4≤x≤0.05，5×10^-4≤y≤0.06。