[發明專利]一種鉭多酸基三元復合光催劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811347655.0
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109351360B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 鄭壽添;周學軍;虞豪
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J27/195
• 分類號: B01J27/195
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明提供了一種鉭多酸基三元復合光催劑及其制備方法和應用，屬于光催化的技術領域。該光催化劑的制備方法是通過分布合成水熱組裝技術實現了復合納米光催化劑的合成，首先分別制備出Na₈Ta₆O₁₉多酸基前體以及Ni₂P納米顆粒，然后通過將其加入到鋅鎘硫化物的水熱反應體系中，最終形成具有異質結構的CZS/Ta₆/Ni₂P三元復合催化劑。該催化劑表現出優異的光催化產氫性能，其最優可見光制氫產率可達228μmol/h/mg。本發明合成工藝簡單，催化效率高，在光催化領域具有廣闊的應用前景，為新能源開發提供了新的催化劑研發思路。

技術領域

本發明屬于材料制備及光催化的技術領域，具體涉及一種鉭多酸基三元復合光催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著能源危機和環境污染問題的日益嚴重，人類社會的可持續發展面臨巨大挑戰。用清潔的再生能源取代非再生能源一直以來都是科學界的一大研究熱點。半導體光催化技術通過利用太陽光驅動化學反應可以實現光催化分解水產氫，即利用取之不盡用之不竭的太陽能將水分解制得清潔的氫氣，可以同時有效地解決能源危機和環境污染兩大問題，具有十分重大的意義。因此利用半導體光催化劑太陽能分解水制氫引起了國內外的廣泛關注。

研究調配具有合適能帶位置的可見光響應的催化劑是提高可見光催化產氫效率、促進光催化技術進一步發展的研究重點。

發明內容

本發明提供一種鉭多酸基三元復合光催化劑及其制備方法，該催化劑可大幅提高利用太陽光的制氫效率，對新能源的開發和利用具有重要意義。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種鉭多酸基三元復合光催劑，所述光催劑是由Na₈Ta₆O₁₉和Ni₂P納米顆粒包覆Cd_0.7Zn_0.3S納米棒組成。

一種鉭多酸基三元復合光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）利用NaOH熔融法合成Na₈Ta₆O₁₉前體；

（2）利用水熱法合成光催化產氫助劑Ni₂P；

（3）利用水熱法合成CZS/Ta₆/Ni₂P三元復合催化劑。

進一步地，制備步驟具體如下：

Na₈Ta₆O₁₉前體的制備：稱取7.5gTa₂O₅緩慢加入到熔融狀態下的39gNaOH于馬弗爐中400℃下煅燒0.5h，Ta₂O₅樣品完全加完后于馬弗爐中繼續反應一小時，最后把樣品取出冷卻，冷卻后加入100ml 蒸餾水溶解樣品（逐步慢慢溶解）溶解好的樣品放入冰箱，在2-8℃下冷藏24h后析出樣品，再經蒸餾水洗滌4次后在80℃下烘干研磨，得到Na₈Ta₆O₁₉前體；

光催化產氫助劑Ni₂P的制備：稱取0.475gNiCl₂、0.1gPVP和0.32g紅磷，溶于20ml蒸餾水中，并置于高壓釜中，在120-200 ℃下反應6-48 h，再經洗滌、真空干燥后得到Ni₂P納米顆粒；