[发明专利]一种用于光催化醇水体系产氢的催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于光催化醇水体系产氢的催化剂，其特征在于：该催化剂是由RuO₂纳米粒子和高度分散的Ru单原子共同负载于锐钛矿相TiO₂花状球形纳米结构载体表面所构成的Ru/TiO₂催化剂；

所述催化剂的制备方法包括如下步骤：

1）将二乙烯三胺、钛酸四异丙酯溶解于异丙醇中，然后将溶液转移到反应容器内，在180-200℃下反应20-36h，反应结束后冷却至室温，收集沉淀并进行洗涤、干燥，得到富含氨基的TiO₂-NH₂粉体；

2）将TiO₂-NH₂粉体分散到水中得到悬浊液A，量取浓度为0.01mol/L的钌盐水溶液加入到上述悬浊液A中，搅拌5-10h，得到悬浊液B；

3）将悬浊液B中的固体颗粒从溶液中分离出来，干燥后得到Ru/TiO₂-NH₂粉体；

4）将Ru/TiO₂-NH₂粉体置于300-500℃空气中煅烧2-3h，自然冷却至室温，得到Ru/TiO₂催化剂。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：催化剂中Ru元素的质量分数为0.5-2wt.%。

3.如权利要求1或2所述催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将二乙烯三胺、钛酸四异丙酯溶解于异丙醇中，然后将溶液转移到反应容器内，在180-200℃下反应20-36h，反应结束后冷却至室温，收集沉淀并进行洗涤、干燥，得到富含氨基的TiO₂-NH₂粉体；

2）将TiO₂-NH₂粉体分散到水中得到悬浊液A，量取浓度为0.01mol/L的钌盐水溶液加入到上述悬浊液A中，搅拌5-10h，得到悬浊液B；

3）将悬浊液B中的固体颗粒从溶液中分离出来，干燥后得到Ru/TiO₂-NH₂粉体；

4）将Ru/TiO₂-NH₂粉体置于300-500℃空气中煅烧2-3h，自然冷却至室温，得到Ru/TiO₂催化剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，二乙烯三胺和钛酸四异丙酯两者的摩尔比为(1-5):100，钛酸四异丙酯和异丙醇两者的质量比为(2-7):100。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中，TiO₂-NH₂粉体和其分散用水的质量比为(1-5):400。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中，钌盐水溶液和TiO₂-NH₂粉体分散用水的体积比(1-15):100。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤4）中，煅烧过程中一部分Ru3+被氧化并聚集形成RuO₂纳米颗粒，另一部分Ru3+原位锚固在TiO₂表面形成高度分散的Ru单原子。

8.如权利要求1或2所述催化剂在催化醇水体系产氢方面的应用。