[發(fā)明專利]在混合相二氧化鈦納米顆粒上由水光催化制備氫

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580030238.1
• 申請(qǐng)日: 2015-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN107278171A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沙希德·巴希爾;艾哈邁德·哈賈·瓦哈卜;希沙姆·伊德里斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沙特基礎(chǔ)全球技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/42
• 分類號(hào): B01J23/42;C01G23/047;C01B3/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,楊生平

1.一種光催化劑，其包含：

(a)具有95納米(nm)或更低的平均粒度并具有至少1.5:1的銳鈦礦與金紅石的比例的混合相TiO₂納米顆粒；和

(b)沉積在所述二氧化鈦納米顆粒表面上的導(dǎo)電材料，

其中所述混合相二氧化鈦納米顆粒是具有95nm或更低的平均粒度的單相二氧化鈦銳鈦礦納米顆粒和熱的反應(yīng)產(chǎn)物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑，其中所述混合相二氧化鈦納米顆粒的表面積為至少15m²/g，或約15m²/g至約30m²/g。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑，其中所述銳鈦礦相與金紅石相的比例在1.5:1至10:1的范圍內(nèi)，或約5:1，或約4:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的光催化劑，其中所述平均粒度為約10nm至約80nm，或約15nm至約50nm，或約20nm至約40nm，或約15nm至約20nm的范圍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的光催化劑，其中通過X射線光電子能譜(XPS)測定的Ti2p_3/2結(jié)合能落入單相TiO₂銳鈦礦顆粒和單相TiO₂金紅石顆粒的Ti2p_3/2結(jié)合能之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的光催化劑，其中所述導(dǎo)電材料包含金屬或它們的金屬化合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光催化劑，其中所述導(dǎo)電材料包含銀(Ag)、銠(Rh)、金(Au)、鉑(Pt)、鈀(Pd)或它們的任意組合，優(yōu)選Pt。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的光催化劑，其中所述光催化劑包含約0.05重量％至約5重量％的導(dǎo)電材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光催化劑，其中所述光催化劑包含約1重量％的Pt。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的光催化劑，其中所述單相TiO₂銳鈦礦納米顆粒已在約700℃至約800℃的溫度下等時(shí)地加熱所需的時(shí)間。

11.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的光催化劑，其中所述單相TiO₂銳鈦礦顆粒已在約740℃的溫度下加熱1小時(shí)。

12.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的光催化劑，其中所述光催化劑能夠催化水的光催化裂解。

13.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的光催化劑，其中相比于在相同條件下且使用具有基本相同量的銳鈦礦相和金紅石相以及大于100nm的粒度的混合相二氧化鈦光催化劑由水制備H₂，所述光催化劑能夠以增加的速率由水制備H₂。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光催化劑，其中所述光催化劑包含在包含水的組合物中。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光催化劑，其中所述組合物還包含犧牲劑。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光催化劑，其中所述犧牲劑包含一種或多種醇、二醇、多元醇、二酸和它們的任意組合。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光催化劑，其中所述犧牲劑包含甲醇、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，或它們的任意組合。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光催化劑，其中所述犧牲劑是乙醇或乙二醇。

19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光催化劑，其中所述組合物包含0.1至5g/L的光催化劑和/或0.1至5體積％的犧牲劑。

20.一種制備如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的光催化劑的方法，其包含：

(a)加熱具有95納米(nm)或更低的平均粒度的單相二氧化鈦銳鈦礦納米顆粒；

(b)形成具有95nm或更低的平均粒度的混合相二氧化鈦納米顆粒，其中，所述混合相二氧化鈦納米顆粒以至少1.5:1的比例包含銳鈦礦相和金紅石相；

(c)在混合相二氧化鈦納米顆粒的表面上沉積導(dǎo)電材料。