[發(fā)明專利]一種用于制氫的溴氧化鉍復(fù)合光催化劑及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810159617.6
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108311163A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳慶;司文彬
• 申請（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;C01B3/04
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本發(fā)明公開了一種用于制氫的溴氧化鉍復(fù)合光催化劑及其制備方法。所述溴氧化鉍復(fù)合光催化劑由以下步驟制得：a、將十六烷基三甲基溴化銨和硝酸鉍加入去離子水中，混合加熱進行水熱反應(yīng)，制得溴氧化鉍納米片；b、將溴氧化鉍納米片加入鉬鹽溶液中超聲分散，再加入硒源、亞硫酸鈉和硼氫化鈉，進行微波水熱反應(yīng)，即得用于制氫的溴氧化鉍/硒化鉬復(fù)合光催化劑。所述方法具有以下有益效果：利用硒化鉬納米晶均勻生長在溴氧化鉍納米片的表面上，增大了比表面積，提高了太陽光的利用率，并且有利于載流子分離，同時溴氧化鉍與硒化鉬結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且?guī)镀ヅ洌獯呋钚院茫呋Ч€(wěn)定，具有優(yōu)異的光解水產(chǎn)氫性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化制氫領(lǐng)域，具體涉及光催化劑的制備，尤其是涉及一種用于制氫的溴氧化鉍復(fù)合光催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

在能源危機和環(huán)境問題的雙重壓力下，氫能因其燃燒值高、儲量豐富、無污染而成為最有希望替代現(xiàn)有化石能源的清潔能源，因而氫能的開發(fā)成了能源領(lǐng)域的研究熱點。自從Fujishima和Honda于1972年發(fā)現(xiàn)了二氧化鈦光電化學(xué)能分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣以來，科學(xué)研究者為實現(xiàn)太陽能光解水制氫一直在作不懈的努力。近一二十年來，二氧化鈦以外的光催化劑的相繼發(fā)現(xiàn)，特別是能響應(yīng)可見光的光催化材料的出現(xiàn)，使得光解水制氫研究進入了非常活躍時期。

鹵氧化鉍是近年來發(fā)展起來的一類新型半導(dǎo)體光催化劑材料。研究發(fā)現(xiàn)，隨著相對原子量的增大，鹵氧化鉍的帶隙越小，這就提高了在廣大范圍光譜吸收的可能性。然而，材料的微觀結(jié)構(gòu)也將直接影響其物理/化學(xué)性質(zhì)，研究表明，納米尺寸的鹵氧化鉍因其具有更大的比表面積和更多的活性位點，更利于光生電子和空穴的分離，從而提高其光催化活性。并且目前光催化劑多采用紫外光進行催化制氫，但紫外光在太陽光中占得比例只有2%，因此光催化劑充分利用太陽光是目前研究的重點內(nèi)容。

專利申請?zhí)?01710808244.6公開了一種溴氧化鉍-硫化鎘納米復(fù)合光催化劑及其制備方法，涉及光催化劑材料制備技術(shù)領(lǐng)域。首先利用十六烷基三甲基溴化銨和硝酸鉍反應(yīng)制備溴氧化鉍納米片，然后在溴氧化鉍納米片上反應(yīng)生成硫化鎘納米晶。此發(fā)明制備的溴氧化鉍-硫化鎘納米復(fù)合光催化劑，其微觀結(jié)構(gòu)是：硫化鎘納米晶均勻地生長在溴氧化鉍納米片的表面上，溴氧化鉍納米片主要呈現(xiàn)方形結(jié)構(gòu)，生長在溴氧化鉍納米片上的硫化鎘納米晶為量子點，粒子大小介于1~5nm。這種溴氧化鉍-硫化鎘納米復(fù)合光催化劑具有高的可見光催化活性，可顯著提高有機染料的降解速率，有望用于太陽光降解水中有機污染物。此制備方法工藝設(shè)備簡單，操作簡便，重復(fù)性好，原料價廉易得，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

專利申請?zhí)?01710176935.9公開了一種三維硫化鎘/溴氧化鉍異質(zhì)結(jié)光催化劑，包括以下原料組分：硝酸鉍、十六烷基三甲基溴化銨、乙二醇、硫化鎘；其制備方法包括以下步驟：首先，將硝酸鉍/乙二醇混合溶液與十六烷基三甲基溴化銨/乙二醇混合溶液混合，得溴氧化鉍前驅(qū)液，并反應(yīng)得沉淀物A，將沉淀物A離心分離，洗滌干燥，最后再烘焙，即制備得溴氧化鉍微球；然后，將硫化鎘和溴氧化鉍微球混合，加入去離子水?dāng)嚢瑁萌S硫化鎘/溴氧化鉍異質(zhì)結(jié)前驅(qū)液，并反應(yīng)得沉淀物B，將沉淀物B離心分離，洗滌干燥，即得。本發(fā)明的三維硫化鎘/溴氧化鉍異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備方法過程簡單、形貌可控、環(huán)境友好，用于光催化還原CO₂，提高了光催化還原CO₂的反應(yīng)速率。

專利申請?zhí)?01710814494.0公開了一種溴氧化鉍-氧化銅納米復(fù)合光催化劑及其制備方法，涉及光催化劑材料制備技術(shù)領(lǐng)域。首先利用十六烷基三甲基溴化銨和硝酸鉍反應(yīng)制備溴氧化鉍納米片，然后在溴氧化鉍納米片上反應(yīng)生成氧化銅納米晶。此發(fā)明制備的溴氧化鉍-氧化銅納米復(fù)合光催化劑，微觀結(jié)構(gòu)是：氧化銅納米晶均勻地生長在溴氧化鉍納米片表面上，溴氧化鉍納米片呈圓形，直徑為0.5~2μm，片厚為20~50nm，氧化銅納米晶為量子點，粒子大小介于1~5nm。溴氧化鉍-氧化銅納米復(fù)合光催化劑具有高的可見光催化活性，可顯著提高有機染料的降解速率，有望用于太陽光降解水中有機污染物。制備方法工藝設(shè)備簡單，操作簡便，重復(fù)性好，原料價廉易得，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。