[發(fā)明專利]由元素鉭銦鎳氧和氮組成的催化劑在可見光下分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611092053.6
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN106732717B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李永丹;李陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/24
• 分類號(hào): B01J27/24;C01B3/04;C01B13/02
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.由元素鉭銦鎳氧和氮組成的催化劑在可見光下分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣中的應(yīng)用，其特征在于，催化劑由元素鉭、銦、鎳、氧和氮組成，化學(xué)組分表示為In_1-xNi_xTaO_4-zN_z，呈現(xiàn)單晶態(tài)，其中x表示元素鎳和鉭的摩爾比例，0<x≤0.2； 0<z<1，按照下述步驟進(jìn)行制備：

步驟1，將氧化物粉末In₂O₃, NiO和 Ta₂O₅按照化學(xué)式表示的化學(xué)計(jì)量比進(jìn)行混合均勻后壓片；

步驟2，將壓片后的樣品進(jìn)行高溫焙燒，所述高溫焙燒工藝為：焙燒溫度為1000—1200℃；焙燒保溫時(shí)間至少20小時(shí)；

步驟3，將高溫焙燒后的樣品研磨過篩；

步驟4，將過篩后的粉末在氨氣下進(jìn)行滲氮處理，得到最終催化劑In_1-xNi_xTaO_4-zN_z，溫度選擇750—1100℃；滲氮的時(shí)間控制根據(jù)所需的z大小進(jìn)行選擇。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由元素鉭銦鎳氧和氮組成的催化劑在可見光下分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣中的應(yīng)用，其特征在于，所述x 為0.1≤x≤0.2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由元素鉭銦鎳氧和氮組成的催化劑在可見光下分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣中的應(yīng)用，其特征在于，所述x為0.1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由元素鉭銦鎳氧和氮組成的催化劑在可見光下分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣中的應(yīng)用，其特征在于，所述步驟1中，選用的氧化物粉末為化學(xué)純或者分析純，預(yù)先進(jìn)行干燥以排除水分的影響，然后進(jìn)行研磨后過篩，選擇粒徑較為均一的氧化物粉末進(jìn)行混合；在混合過程中選擇球磨機(jī)，轉(zhuǎn)速為500—700轉(zhuǎn)/分鐘，持續(xù)時(shí)間在30min以上，也可選擇手工研磨，以達(dá)到氧化物粉末混合均勻?yàn)槟康模粔浩瑫r(shí)選用壓片機(jī)進(jìn)行，壓力選擇1至5MPa。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由元素鉭銦鎳氧和氮組成的催化劑在可見光下分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣中的應(yīng)用，其特征在于，所述步驟2中，所述高溫焙燒工藝為：焙燒溫度為1100—1150℃；焙燒保溫時(shí)間為24—48小時(shí)；自室溫20—25℃開始升溫，保溫達(dá)到所需時(shí)間后自然空冷至室溫，焙燒氣氛選擇空氣，焙燒機(jī)器選用控溫的常用馬弗爐即可。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由元素鉭銦鎳氧和氮組成的催化劑在可見光下分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣中的應(yīng)用，其特征在于，所述步驟3中，將高溫焙燒后的樣品研磨過篩得到粒徑較為均一的粉末顆粒，同時(shí)增大滲氮的面積，所述過篩目數(shù)為100—300目。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由元素鉭銦鎳氧和氮組成的催化劑在可見光下分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣中的應(yīng)用，其特征在于，在步驟4中，通過滲氮時(shí)間調(diào)控氮元素的含量和粒徑的大小；在所述步驟4中，將過篩后的粉末在氨氣下進(jìn)行滲氮處理，溫度為800—850℃，時(shí)間為5—60小時(shí)。