[發明專利]一種光催化分解水制氫材料CdS/Sr1.6Zn0.4Nb2O7及其制備方法

有效

• 申請號: 201310453486.X
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103521244A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 邢秋菊;雷斯亮;辛林花;鄒建平;彭劉琪;朱紅允;于雷;孫益群
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;C01B3/04
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

?

技術領域

本發明涉及一種功能材料及其制備方法，尤其涉及一種光催化分解水制氫材料及其制備方法。

背景技術

能源是人類活動的基礎及人類社會發展的物質前提，與傳統的化石能源(如煤、石油)相比，氫氣能是一種清潔能源，它可以從水中獲得，完全燃燒后的產物是水，不會對環境造成任何污染，是世界上最干凈的能源。雖然目前利用天然氣、石油?、煤等化石能源通過熱化學法制取氫的技術比較成熟，但它既不不經濟，又不環保，而電解水的方法耗能較大，如果我們可以利用可再生能源（如太陽能）分解水產生氫氣，那么氫氣可以稱為真正的“綠色能源”。

1972年首次報道了可在以?TiO₂為光陽極的光電化學電池中?,?用紫外光照射光陽極使水分解為?H₂和O₂，這是具有“?里程碑?”?意義的一個重要發現?,?這預示著人們能利用廉價的太陽能通過半導體催化使水分解從而獲得清潔的氫燃料。近年來，由于TiO₂具有廉價、無毒等優點被而廣泛應用在光催化研究的各個領域。但是這種光催化劑在實際應用中并不理想，存在著可見光利用率低、不易回收、制備條件苛刻、光生電子和空穴容易復合等缺點。因此，有必要探索和開發新型的光催化劑。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種光催化效率高、穩定性好、便于重復利用的光催化分解水制氫材料CdS/Sr_1.6Zn_0.4Nb₂O₇，本發明還提供了一種光催化分解水制氫材料CdS/Sr_1.6Zn_0.4Nb₂O₇的制備方法，這種方法操作簡單、生產成本低廉、產率較高，適于規模化生產。

本發明采用的技術方案是：一種光催化分解水制氫材料CdS/Sr_1.6Zn_0.4Nb₂O₇，其特征是由CdS負載到Sr_1.6Zn_0.4Nb₂O₇而形成的異質結催化劑CdS/Sr_1.6Zn_0.4Nb₂O₇。可通過改變CdS與Ba_0.9Zn_0.1TiO₃的摩爾比，從而獲得不同負載比例的CdS/Ba_0.9Zn_0.1TiO₃異質結催化劑。特別優選，所述異質結催化劑CdS/Sr_1.6Zn_0.4Nb₂O₇中CdS與Ba_0.9Zn_0.1TiO₃的摩爾比為10%～40%；更特別的是，所述異質結催化劑CdS/Sr_1.6Zn_0.4Nb₂O₇中CdS與Ba_0.9Zn_0.1TiO₃的摩爾比為30%。

當CdS與Ba_0.9Zn_0.1TiO₃的摩爾比為3:10時，即30%時，所得異質結催化劑表達式為30%CdS/Sr_1.6Zn_0.4Nb₂O₇，其催化效果最佳，以Na₂S/Na₂SO₃為犧牲試劑，本發明的材料30%CdS/Sr_1.6Zn_0.4Nb₂O₇在無貴金屬共催化的情況下，光催化分解水產氫氣效率達到645.7???mol·h^-1·g^-1。

本發明所述的光催化分解水制氫材料CdS/Sr_1.6Zn_0.4Nb₂O₇是按下述方法制備的。