[发明专利]一种钙钛矿复合氧化物在光催化分解水制氢中的应用方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿复合氧化物在光催化分解水制氢中的应用方法，具体涉及光催化材料领域，所述钙钛矿复合氧化物分子式为RE_1‑XB_XCO₃，0≤x≤1。本发明中的钙钛矿复合氧化物粉末制备步骤更加简单，制备所需时间更短，短时间的冷冻干燥与高精度研磨所需要的能量也明显低于长时间焙烧所需要的能量，同时同等条件下氢气制备速度明显高于现有技术，光催化分解水制氢效率更高，可有效适用于工业化水制氢过程，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种钙钛矿复合氧化物在光催化分解水制氢中的应用方法。

背景技术

太阳能化学能的转化主要包括利用太阳能在光触媒表面将水分解为氢气和氧气以及利用太阳能和光触媒分解有机污染物如甲醛，这两种太阳能利用方式都依赖于高效的光触媒，光触媒是一种能够吸收、转化太阳能并且催化化学反应的催化剂。

专利申请公布号CN 109331852 A的发明专利公开了一种光触媒催化剂材料及其制备方法和应用，该催化剂材料为钙钛矿型金属氮氧化物，具有球形多孔微观形貌，粒径为100-500纳米，其分子式为La1-xCaxTaO1+yN2-y，其中，0≤x，y≤1，该光触媒催化剂材料可用于制备水分解制氢型光触媒及降解甲醛型光触媒，具有可见光响应、光吸收连续可调的特点，可实现太阳能制氢和太阳能净化环境的应用。

但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如光触媒催化剂制备时较为复杂，制备时间较长的同时制备能耗较高，影响了光催化分解水制氢的效率，无法有效适用于工业化水制氢过程。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种钙钛矿复合氧化物在光催化分解水制氢中的应用方法，通过利用冷冻干燥与高精度研磨相配合的方式对钙钛矿复合氧化物粉末进行制备，与现有技术中的超过24h的焙烧方式相比较，本发明中的钙钛矿复合氧化物粉末制备步骤更加简单，制备所需时间更短，短时间的冷冻干燥与高精度研磨所需要的能量也明显低于长时间焙烧所需要的能量，同时同等条件下氢气制备速度明显高于现有技术，光催化分解水制氢效率更高，可有效适用于工业化水制氢过程，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钙钛矿复合氧化物在光催化分解水制氢中的应用方法，所述钙钛矿复合氧化物分子式为RE_1-XB_XCO₃，0≤x≤1；

具体制备方法包括以下步骤：

S1、化学元素混合物制备：按实际情况选择设定的化学元素，然后根据钙钛矿复合氧化物分子式的化学组成，将选择的化学元素按化学计量摩尔比混合，制得化学元素混合物；

S2、氯化物混合溶液原料制备：将化学元素混合物溶于超纯水中，然后向超纯水中加入有机化合物，制得氯化物混合溶液原料，氯化物混合溶液原料为液态；

S3、钙钛矿复合氧化物气固混合物制备：在热解炉中以惰性气体为载气，将液态氯化物混合溶液雾化后形成雾滴，热解温度设置为500-1000摄氏度，热解时间设置为5-10秒，制得钙钛矿复合氧化物气固混合物；

S4、钙钛矿复合氧化物固体混合物制备：对钙钛矿复合氧化物气固混合物进行气固分离，制得钙钛矿复合氧化物固体混合物；

S5、钙钛矿复合氧化物干燥固体制备：对钙钛矿复合氧化物固体混合物进行冷冻式干燥，干燥时间设置为5-7分钟，制得钙钛矿复合氧化物干燥固体；

S6、钙钛矿复合氧化物粉末制备：使用高精度球磨机对钙钛矿复合氧化物干燥固体进行研磨，将钙钛矿复合氧化物干燥固体研磨为钙钛矿复合氧化物粉末；

具体应用方法包括以下步骤：