[發(fā)明專(zhuān)利]一種花狀硫化鈷光催化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710170526.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106824228B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘云翔;張帆;崔宇;孫正慶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/043
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/043;B01J35/02
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 盧敏;何梅生

本發(fā)明公開(kāi)了一種花狀硫化鈷光催化劑及其制備方法，其是以無(wú)機(jī)鈷鹽和含硫化合物為原料，經(jīng)簡(jiǎn)單的水熱反應(yīng)制得。本發(fā)明的制備方法具有簡(jiǎn)單、高效、環(huán)保、可控、成本低廉等特點(diǎn)，所制備出來(lái)的花狀結(jié)構(gòu)硫化鈷穩(wěn)定性高、比表面積大、光催化活性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備高效非貴金屬過(guò)渡元素硫化物光催化劑的方法。

背景技術(shù)

目前，全球能源供應(yīng)主要依賴(lài)于有限的和不可再生的化石燃料，例如煤、石油和天然氣等。然而化石燃料的燃燒帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題，環(huán)境的不斷惡化導(dǎo)致生物生存環(huán)境日趨嚴(yán)苛，因此調(diào)整能源結(jié)構(gòu)是當(dāng)前人類(lèi)的重要任務(wù)，探索和利用新型能源成為科學(xué)家們亟需解決的問(wèn)題。

太陽(yáng)能作為一種綠色、無(wú)污染且充足的能源，它的利用被稱(chēng)為“21世紀(jì)夢(mèng)的技術(shù)”。我國(guó)將太陽(yáng)能利用列為《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》的重要內(nèi)容之一。使用太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)在于：能源儲(chǔ)備充足，據(jù)估算太陽(yáng)能的總貯量可維持上百億年；無(wú)污染，是完全環(huán)境友好的；太陽(yáng)能的取用方便，光輻射范圍覆蓋了全球，是一種全球型能源，不存在地域限制。

光催化技術(shù)是在光催化劑的幫助下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的新技術(shù)，即利用太陽(yáng)能將水分解為H₂，將CO₂轉(zhuǎn)化成為一氧化碳、甲烷和甲醇等，將有機(jī)物分解為無(wú)污染物質(zhì)?，F(xiàn)階段常用的光催化劑為金(Au)、鉑(Pt)等貴金屬基光催化劑，雖然這些光催化劑具有較高的活性，但是受其價(jià)格昂貴、資源短缺的限制，貴金屬基光催化劑并不能夠大范圍應(yīng)用。相對(duì)于貴金屬基光催化劑，鎳(Ni)、鐵(Fe)以及鈷(Co)等非貴金屬元素在地球上儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉，非常適合大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，但是在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用卻非常少，對(duì)于非貴金屬基光催化劑的研究尚不充分。如果能夠在高效鎳、鐵、鈷等非貴金屬基光催化劑制備方面取得突破，將會(huì)對(duì)光催化領(lǐng)域的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種花狀硫化鈷光催化劑的制備方法，旨在利用水熱法制得高效的非貴金屬過(guò)渡元素硫化物光催化劑。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種花狀硫化鈷光催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將乙酸鈷和硫源在由有機(jī)胺和水合肼構(gòu)成的混合溶劑中混合均勻，并充分?jǐn)嚢柚寥芙?，得混合反?yīng)液；

(2)將所述混合反應(yīng)液在100-200℃條件下水熱反應(yīng)24h，對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行離心、洗滌和干燥，即獲得花狀硫化鈷光催化劑。

其中：

所述硫源為硫脲、硫代乙酰胺或硫化鈉。

步驟(1)中乙酸鈷和硫源的摩爾比為1：0.5-5。

所述有機(jī)胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明的制備方法與傳統(tǒng)方法相比優(yōu)勢(shì)明顯：傳統(tǒng)方法需使用高溫焙燒，焙燒溫度大于400℃，這容易造成催化劑團(tuán)聚，且導(dǎo)致催化劑分散性差和晶體缺陷，從而降低催化劑的光催化性能；而本發(fā)明的制備方法是在100-200℃的范圍內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度低、不需要高溫焙燒，且操作簡(jiǎn)單、能耗低。本發(fā)明所制備的光催化劑分散性好、晶體完美、光催化性活性高、光催化穩(wěn)定好，適合批量生產(chǎn)。

2、本發(fā)明涉及的原料是非貴金屬鹽，價(jià)格低廉、資源豐富、應(yīng)用廣泛。

3、本發(fā)明所制備的非貴金屬光催化劑分散性好、晶體完美、光催化活性高、光催化穩(wěn)定性好，適合批量生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1所得花狀硫化鈷的掃描電子顯微鏡照片；