[發明專利]光催化水分解

無效

• 申請號: 201180043743.1
• 申請日: 2011-07-15
• 公開（公告）號: CN103097284A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 吉多·米爾;威爾弗雷德·格拉爾德·范德爾維爾;馬希爾·彼得·德容
• 申請（專利權）人: 特溫特大學
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04;C01B13/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

1.一種用于光催化分解水的方法，包括：

-通過光照射用析氧光催化劑氧化水，致使在所述析氧光催化劑的導帶中產生電子和在所述析氧光催化劑的價帶中產生空穴；

-通過光照射用析氫光催化劑還原水，致使在所述析氫光催化劑的導帶中產生電子和在所述析氫光催化劑的價帶中產生空穴；

其中，所述析氧光催化劑與導電隔離層的第一側接觸，并且所述析氫光催化劑與所述導電隔離層的第二側接觸，以及

其中，來自所述光激發的析氧光催化劑的所述導帶的所述電子，通過電荷轉移穿過所述導電隔離層，與來自所述光激發的析氫光催化劑的所述價帶的所述空穴再結合。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述導電隔離層由一種或多種穿孔載體機械支持，如穿孔硅載體，其中優選地所述穿孔具有由SEM測量的在10-500μm范圍內，優選在50-200μm的范圍內的平均直徑。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述析氧光催化劑和/或所述析氫光催化劑為光催化活性納米顆粒形式，優選具有球形、立方體、椎體、或棱柱的形狀。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其中所述導電隔離層不利于質子轉移，優選所述導電隔離層是金屬層。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述導電隔離層的一個或兩個表面是納米結構的以提高表面積，優選所述導電隔離層的表面包括納米尺寸的柱或凹坑。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其中所述析氧光催化劑是價帶電勢低于水的氧化電勢的材料，如選自由以下各項組成的組中的材料：Pt/CdS、WO₃、BiVO₄、Bi₂MoO₆、Bi₂WO₆、AgNbO₃、Ag₃VO₄、TiO₂:Cr,Sb、TiO₂:Ni,Nb，和In₂O₃(ZnO)₃。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述析氫光催化劑是導帶電勢高于水的還原電勢的材料，如選自由以下各項組成的組中的材料：Pt/In₂O₃(ZnO)₃、Pt/SrTiO₃:Cr,Sb、Pt/SrTiO₃:Cr,Sb、Pt/SrTiO₃:Cr,Ta、Pt/SrTiO₃:Rh、Pt/SnNb₂O₆、Pt/NaInS₂、Pt/AgInZn₇S₉、Ru/Cu_0.09In_0.09Zn_1.82S₂、Ru/Cu_0.25Ag_0.25In_0.5ZnS₂、ZnS:Cu、ZnS:Ni、ZnS:Pb,Cl。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述析氧光催化劑和/或所述析氫催化劑具有在350-3000nm范圍內的最大吸收。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的方法，其中所述析氧光催化劑包括兩種或多種具有不用吸收光譜的光催化劑，和/或所述析氫光催化劑包括兩種或多種具有不同吸收光譜的光催化劑。

10.根據權利要求1-9中任一項所述的方法，其中所述析氧光催化劑和/或所述析氫催化劑是敏化的，如被有機染料敏化。