[發明專利]一種光熱化學循環分解水制備氫氣的方法

有效

• 申請號: 201410692767.5
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104445062A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 張彥威;王智化;岑可法;周俊虎;劉建忠;楊衛娟;周志軍;黃鎮宇;程軍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種光熱化學循環分解水制備氫氣的方法，其特征在于，具體包括下述步驟：

(1)確定通式Ti_xZn_1-xO_1+x中x的值，且x的取值范圍為0.1～0.9，然后根據通式Ti_xZn_1-xO_1+x中鋅(Zn)和鈦(Ti)的摩爾比，稱取硝酸鋅Zn(NO₃)₂·6H₂O和鈦酸丁酯Ti(OBu)₄；再量取去離子水，將稱取的硝酸鋅加入去離子水中溶解，并加入適量冰醋酸HAc抑制水解；然后再量取無水乙醇EtOH加入，即制得溶液A；

其中，去離子水與鈦酸丁酯的體積比為3：10，即H₂O：Ti(OBu)₄為3：10；無水乙醇EtOH與鈦酸丁酯的體積比為3：1，即EtOH：Ti(OBu)₄為3：1；

(2)將步驟(1)中稱取的鈦酸丁酯加入無水乙醇EtOH中，制得溶液B；其中，鈦酸丁酯與無水乙醇的體積比為1：3，即Ti(OBu)₄：EtOH為1：3；

(3)將步驟(1)中得到的溶液A倒入正在攪拌的步驟(2)中得到的溶液B中，在室溫下持續攪拌至凝膠；

(4)將步驟(3)中所得膠體置于110℃下烘干12小時后，研磨成細粉，然后以2℃/min的升溫速率將細粉加熱到500℃，再在空氣氣氛下焙燒1小時，制得二元復合金屬氧化物；

(5)在常溫常壓下，將步驟(4)中制得的二元復合金屬氧化物置于密閉腔體內，并使用光源照射反應1～2h；

該步驟發生的化學反應如下：1/yTi_xZn_1-xO_1+x→1/y?Ti_xZn_1-xO_1+x-y+1/2O₂；

(6)將裝有步驟(5)中光照過后的二元復合金屬氧化物加熱至500℃，并在保持500℃的溫度下通入水蒸氣，進行反應；

該步驟發生的化學反應如下：1/y?Ti_xZn_1-xO_1+x-y+H₂O→1/yTi_xZn_1-xO_1+x+H₂。

2.根據權利要求1所述的一種光熱化學循環分解水制備氫氣的方法，其特征在于，步驟(5)和步驟(6)的總反應是：H₂O→H₂+1/2O₂。