[发明专利]一种还原态MoO3-x光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种还原态MoO_3‑x光催化剂的制备方法，其包括如下步骤：1)称取乙酰丙酮钼固体溶于乙酸溶液中，磁力搅拌；2)将步骤1)得到的混合物转入水热反应釜中，放入干燥箱中保温，然后自然冷却至室温；3)将步骤2)所得到的产物用无水乙醇与去离子水交替洗涤；4)将步骤3)所得到的产物置于干燥箱中干燥，得到还原态MoO_3‑x光催化剂。此外，还提供了一种还原态MoO_3‑x光催化剂及其应用。上述制备方法简单易行，所制备的催化剂不但具有高效的催化氨硼烷产氢性能，而且拥有良好的稳定性，有非常好的应用前景。

技术领域

本发明属于光催化氨硼烷产氢技术领域，具体涉及一种还原态MoO_3-x光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

氢气作为全球公认的清洁能源，已引起了越来越多的关注，而如何解决氢气安全高效存储运输的这一难题是实现氢经济时代的关键性技术所在。化学储氢材料由于具有高含氢量、方便储存和运输等特点，而被视为最理想的储氢方式之一。在众多的化学储氢材料中，氨硼烷(NH₃BH₃；AB)分子量低(30.87g/mol)，无毒且性质稳定，其理论氢重量容量高达19.6wt％，是一种非常有潜力的储氢材料。氨硼烷可以通过热解和水解两种主要方式释放出氢气，与热分解产氢需在高温条件下进行以及会产生复杂产物相比，氨硼烷水解产氢更具有优势，其水溶液非常稳定，在合适的催化剂存在的条件下，室温下就可以快速释放氢气。

据报道，许多贵金属纳米结构、双金属和三金属纳米颗粒(NPs)对NH₃BH₃溶液具有良好的催化水解产氢性能。例如，Au、Pt、Rh和Ru等贵金属的纳米粒子以及将贵金属(Ru、Rh、Pd、Pt、Au)负载在载体(C、SiO₂和γ-Al₂O₃)上的异相催化剂均可应用在氨硼烷水解制氢中，这主要是利用贵金属纳米粒子具有表面等离子共振(LSPR)的特性。但由于贵金属储量较少，且价格昂贵等局限性，限制了其在催化氨硼烷水解产氢方面的应用。LSPR不仅限于贵金属，还可发生在一些金属氧化物中，比如：硫族金属化合物、过渡金属氧化物等。非化学计量比氧化钼MoO3-x就属于其中一种，它由于表面Mo(V)还原态的形成，使得其在可见光到近红外区域显示出了非常强的LSPR特性，可以用作光催化剂，并且不受上述缺点的限制，可运用于实际中。

发明内容

本发明提供了一种还原态MoO_3-x光催化剂及其制备方法和应用，其制备方法简单易行，所制备的催化剂不但具有高效的催化氨硼烷产氢性能，而且拥有良好的稳定性，有非常好的应用前景。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种还原态MoO_3-x光催化剂的制备方法，其包括如下步骤：

1)称取乙酰丙酮钼固体溶于乙酸溶液中，磁力搅拌；

2)将步骤1)得到的混合物转入水热反应釜中，放入干燥箱中保温，然后自然冷却至室温；

3)将步骤2)所得到的产物用无水乙醇与去离子水交替洗涤；

4)将步骤3)所得到的产物置于干燥箱中干燥，得到还原态MoO_3-x光催化剂。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择或优化选择。

具体的，步骤1)中乙酸溶液质量分数为99.5％，乙酰丙酮钼固体的纯度为99.5％。

具体的，步骤1)中乙酰丙酮钼固体与乙酸溶液的用量比为1g：80-120mL，搅拌条件为800-1200r/min，搅拌时间为20-40min。优选的，所述乙酰丙酮钼固体与乙酸溶液的用量比为1g：100mL,搅拌条件为1000r/min，搅拌时间为30min。