[發(fā)明專利]通過具有P-N結(jié)和等離子體材料的催化劑由水的光催化氫制備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580056598.9
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN107075696B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 希沙姆·伊德里斯;馬赫·歐非
• 申請（專利權(quán)）人: 沙特基礎(chǔ)工業(yè)全球技術(shù)公司
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B11/08;B01J35/00
• 代理公司: 11270 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 胡春光;張穎玲

1.一種光催化劑，其包含：

光活性材料，其包含n-型半導(dǎo)體材料和p-型半導(dǎo)體材料，其中在p-型材料和n-型材料的界面存在p-n結(jié)，并且其中所述p-型半導(dǎo)體材料包含氧化鈷(II)；和

金屬合金材料，其具有響應(yīng)可見光和/或紅外光的表面等離子體共振特性，

其中所述金屬合金材料沉積在所述光活性材料的表面上；以及

其中所述n-型半導(dǎo)體材料包括含有銳鈦礦和金紅石二者的二氧化鈦；且其銳鈦礦相對于金紅石的比例大于或等于1.5∶1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑，其中所述金屬合金材料分別是銀-金-鈀合金，或者銀-鈀合金，或者其混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑，其銳鈦礦相對于金紅石的比例等于1.5∶1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑，其中所述銳鈦礦相對于金紅石的比例為約80∶20。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑，其中所述n-型半導(dǎo)體材料包括具有銳鈦礦相對于金紅石的比例大于或等于2∶1的二氧化鈦。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光催化劑，其中所述金屬合金材料分別是銀-金-鈀合金，或者銀-鈀合金，或者其混合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑，其中所述n-型材料、所述p-型材料和所述金屬合金材料各自處于顆粒形式。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光催化劑，其中所述n-型材料、所述p-型材料和所述金屬合金材料各自為納米結(jié)構(gòu)，其中所述納米結(jié)構(gòu)是納米線、納米顆粒、納米團簇、或納米晶體、或其組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑，其包含低于5wt.％的所述金屬合金材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑，其中所述金屬合金材料覆蓋不超過30％的所述光活性材料的表面積。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑，其中所述n-型半導(dǎo)體材料相對于所述p-型半導(dǎo)體材料的比例為75比25，或者80比20，或者95比5。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑，其中所述光催化劑沉積在基底上，所述基底諸如銦錫氧化物基底、不銹鋼基底、氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、或氧化鎂。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一權(quán)利要求所述的光催化劑，其中所述光催化劑能夠催化水的光催化電解。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光催化劑，其中所述光催化劑被包含在能夠通過電解水而形成氧和氫的電化電池的陽極中。

15.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一權(quán)利要求所述的光催化劑，其中所述光催化劑能夠催化有機化合物的光催化氧化。

16.一種包含根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一權(quán)利要求所述的光催化劑的組合物。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物，其包含0.1至2g/L的所述光催化劑。

18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物，其進一步包含水、犧牲劑或者二者。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的組合物，其包含1至10w/v％的所述犧牲劑。

20.一種水裂解系統(tǒng)，其包括：

包含根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一權(quán)利要求所述的組合物的透明容器；和

用于照射該水溶液的光源。