[發明專利]一種鈣鈦礦復合氧化物在光催化分解水制氫中的應用方法

在審

• 申請號: 201910182543.2
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109876792A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 房玉真;王東亭;孔祥晉;劉軍海
• 申請（專利權）人: 聊城大學
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J37/32;B01J37/02;B01J37/34;C25B11/06;C25B1/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種鈣鈦礦復合氧化物在光催化分解水制氫中的應用方法，具體涉及光催化材料領域，所述鈣鈦礦復合氧化物分子式為RE_1?XB_XCO₃，0≤x≤1。本發明中的鈣鈦礦復合氧化物粉末制備步驟更加簡單，制備所需時間更短，短時間的冷凍干燥與高精度研磨所需要的能量也明顯低于長時間焙燒所需要的能量，同時同等條件下氫氣制備速度明顯高于現有技術，光催化分解水制氫效率更高，可有效適用于工業化水制氫過程，以解決上述背景技術中提出的問題。

技術領域

本發明涉及光催化材料技術領域，更具體地說，本發明涉及一種鈣鈦礦復合氧化物在光催化分解水制氫中的應用方法。

背景技術

太陽能化學能的轉化主要包括利用太陽能在光觸媒表面將水分解為氫氣和氧氣以及利用太陽能和光觸媒分解有機污染物如甲醛，這兩種太陽能利用方式都依賴于高效的光觸媒，光觸媒是一種能夠吸收、轉化太陽能并且催化化學反應的催化劑。

專利申請公布號CN 109331852 A的發明專利公開了一種光觸媒催化劑材料及其制備方法和應用，該催化劑材料為鈣鈦礦型金屬氮氧化物，具有球形多孔微觀形貌，粒徑為100-500納米，其分子式為La1-xCaxTaO1+yN2-y，其中，0≤x，y≤1，該光觸媒催化劑材料可用于制備水分解制氫型光觸媒及降解甲醛型光觸媒，具有可見光響應、光吸收連續可調的特點，可實現太陽能制氫和太陽能凈化環境的應用。

但是其在實際使用時，仍舊存在一些缺點，如光觸媒催化劑制備時較為復雜，制備時間較長的同時制備能耗較高，影響了光催化分解水制氫的效率，無法有效適用于工業化水制氫過程。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種鈣鈦礦復合氧化物在光催化分解水制氫中的應用方法，通過利用冷凍干燥與高精度研磨相配合的方式對鈣鈦礦復合氧化物粉末進行制備，與現有技術中的超過24h的焙燒方式相比較，本發明中的鈣鈦礦復合氧化物粉末制備步驟更加簡單，制備所需時間更短，短時間的冷凍干燥與高精度研磨所需要的能量也明顯低于長時間焙燒所需要的能量，同時同等條件下氫氣制備速度明顯高于現有技術，光催化分解水制氫效率更高，可有效適用于工業化水制氫過程，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種鈣鈦礦復合氧化物在光催化分解水制氫中的應用方法，所述鈣鈦礦復合氧化物分子式為RE_1-XB_XCO₃，0≤x≤1；

具體制備方法包括以下步驟：

S1、化學元素混合物制備：按實際情況選擇設定的化學元素，然后根據鈣鈦礦復合氧化物分子式的化學組成，將選擇的化學元素按化學計量摩爾比混合，制得化學元素混合物；

S2、氯化物混合溶液原料制備：將化學元素混合物溶于超純水中，然后向超純水中加入有機化合物，制得氯化物混合溶液原料，氯化物混合溶液原料為液態；

S3、鈣鈦礦復合氧化物氣固混合物制備：在熱解爐中以惰性氣體為載氣，將液態氯化物混合溶液霧化后形成霧滴，熱解溫度設置為500-1000攝氏度，熱解時間設置為5-10秒，制得鈣鈦礦復合氧化物氣固混合物；

S4、鈣鈦礦復合氧化物固體混合物制備：對鈣鈦礦復合氧化物氣固混合物進行氣固分離，制得鈣鈦礦復合氧化物固體混合物；

S5、鈣鈦礦復合氧化物干燥固體制備：對鈣鈦礦復合氧化物固體混合物進行冷凍式干燥，干燥時間設置為5-7分鐘，制得鈣鈦礦復合氧化物干燥固體；

S6、鈣鈦礦復合氧化物粉末制備：使用高精度球磨機對鈣鈦礦復合氧化物干燥固體進行研磨，將鈣鈦礦復合氧化物干燥固體研磨為鈣鈦礦復合氧化物粉末；

具體應用方法包括以下步驟：