[發明專利]通過水的光催化裂解來制備氫的光催化劑

在審

• 申請號: 201480061146.5
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN105705240A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 希沙姆·伊德里斯;艾哈邁德·哈賈·瓦哈卜;馬赫·歐非;杰夫·沃特豪斯
• 申請（專利權）人: 沙特基礎工業全球技術公司
• 主分類號: B01J37/16
• 分類號: B01J37/16;B01J21/06;B01J23/38;B01J23/52;B01J35/00;B01J35/02;B01J35/10;C01B3/04;C25B1/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 王慶艷;劉繼富

1.一種光催化劑，其包含：

包括光子帶隙和電子帶隙的光活性材料，其中所述光子帶隙與所述電子 帶隙至少部分地重疊；和

沉積在所述光活性材料上的導電材料。

2.根據權利要求1所述的光催化劑，其中所述光活性材料具有反蛋白石結 構。

3.根據權利要求2所述的光催化劑，其中所述光活性材料包含二氧化鈦。

4.根據權利要求3所述的光催化劑，其中所述二氧化鈦包含銳鈦礦和金紅 石的混合物。

5.根據權利要求4所述的光催化劑，其中所述二氧化鈦包含至少80重量％ 的銳鈦礦。

6.根據權利要求5所述的光催化劑，其中所述二氧化鈦包含約82.8重量％ 至90.2重量％的銳鈦礦和17.2重量％至9.8重量％的金紅石。

7.根據權利要求3或6中任一項所述的光催化劑，其中所述光子帶隙為 350nm至420nm，電子帶隙為360nm至430nm。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的光催化劑，其中所述導電材料包含 金屬。

9.根據權利要求8所述的光催化劑，其中所述金屬是金、釕、錸、銠、鈀、 銀、鋨、銥、鉑或其組合。

10.根據權利要求9所述的光催化劑，其中所述金屬是金或鈀或其組合。

11.根據權利要求10所述的光催化劑，其中所述鈀被沉積在光活性材料和 金上。

12.根據權利要求1至11中任一項所述的光催化劑，其中所述光催化劑是 顆粒形式或粉末形式。

13.根據權利要求1至12中任一項所述的光催化劑，其中所述導電材料是 多個納米結構，如納米顆粒。

14.根據權利要求13所述的光催化劑，其中所述納米顆粒的平均顆粒大小 是1至10納米。

15.根據權利要求1至14中任一項所述的光催化劑，其包含0.001重量％至5 重量％的導電材料。

16.根據權利要求1至15中任一項所述的光催化劑，其中所述導電材料覆 蓋光活性材料總表面積的0.001％至5％。

17.根據權利要求1至16中任一項所述的光催化劑，其中所述光催化劑被 包含在含有水的組合物中。

18.根據權利要求17所述的光催化劑，其中所述組合物還包含犧牲劑。

19.根據權利要求18所述的光催化劑，其中所述犧牲劑是甲醇、乙醇、丙 醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇或草酸、或其任意 組合。

20.根據權利要求19所述的光催化劑，其中所述犧牲劑是乙醇或乙二醇。

21.根據權利要求17至20中任一項所述的光催化劑，其中所述組合物包含 0.1g/L至5g/L的光催化劑和/或0.1體積％至5體積％的犧牲劑。

22.根據權利要求1至21中任一項所述的光催化劑，其中所述光催化劑為 自負載的。

23.根據權利要求1至21中任一項所述的光催化劑，其中所述光催化劑是 由基底如玻璃、聚合物珠或金屬氧化物負載的。

24.根據權利要求1至23中任一項所述的光催化劑，其中所述光催化劑能 夠催化水的光催化電解。

25.根據權利要求24所述的光催化劑，其中由水制備H₂的速率是1×10^-3至 1×10^-7摩爾/克_催化劑·分鐘。