[發明專利]一種Ti4+

在審

• 申請號: 202010075481.8
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111302635A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 張雅倩;梁曉娟;向衛東
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: C03C10/16
• 分類號: C03C10/16;C03C4/00;C03C4/12;C03C6/06;C03B5/16;C03B25/00;C03B32/02;B01J27/138;B01J37/08;C01B3/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

本發明提供了一種Ti⁴⁺摻雜CsPbCl₂Br₁量子點微晶玻璃及其應用，該微晶玻璃采用B₂O₃?SiO₂?ZnO基玻璃體系，通過如下方法制備：(1)以B₂O₃、SiO₂和ZnO作為基玻璃原料，以Cs₂CO₃、PbBr₂、NaBr、PbCl₂、NaCl作為量子點原料，TiO₂作為添加劑，按照比例稱取相應的原料，倒入玻璃研缽中混合研磨均勻，最后倒入坩堝中并蓋上坩堝蓋；(2)把上述坩堝放入高溫爐中，升溫熔融后將坩堝中的玻璃熔體倒入已預熱的澆鑄模具上，然后置于馬弗爐中進行退火，然后隨爐冷卻至室溫，將冷卻后的玻璃進行熱處理，并隨爐冷卻，得到Ti⁴⁺摻雜CsPbCl₂Br₁量子點微晶玻璃。本發明提供了所述的Ti⁴⁺摻雜CsPbCl₂Br₁量子點微晶玻璃作為催化劑在光催化裂解水產氫反應中的應用，具有良好的光催化活性和穩定性。

技術領域

本發明涉及一種Ti⁴⁺摻雜CsPbCl₂Br₁量子點微晶玻璃及其作為光催化劑在裂解水產氫反應中的應用。

背景技術

目前，環境問題和能源問題已然成為人類無法忽視的生存問題。將光能轉化為化學能，從水中提取氫，光催化反應已經引起了很多研究者的目光。TiO₂光觸媒在太陽光或室內熒光燈的照射下能產生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空氣凈化的作用。除此之外TiO₂作為高效的光催化氧化反應的催化劑，具有反應條件溫和、易分離，易操作，催化效率高等優點。但由于TiO₂的光生電子和空穴的轉移速度慢，復合率較高，導致光催化量子效率低，反應轉化率較低。

由于全無機鹵化物鈣鈦礦量子點材料具有十分驚人的發光特性，成為光學領域新的研究熱點。CsPbX₃高效光電轉化效率主要來源于其材料本身的長載流子壽命和低激子束縛能等，而這些性質導致的有效的電子/空穴分離和載流子遷移也是作為光催化材料的必要條件。

文獻[Xiao M,Hao M,Lyu M,et al.Surface Ligands Stabilized Lead HalidePerovskite Quantum Dot Photocatalyst for Visible Light-Driven HydrogenGeneration[J].Advanced Functional Materials,2019.]報道了用于可見光驅動氫的表面配體穩定的鹵化鈣鈦礦型量子點光催化劑，其通過熱注入法制備得到了以油胺(OLA)和油酸(OA)為表面配體穩定的膠態CsPbBr₃ QDs，但是其指出單獨的CsPbBr₃ QDs由于水還原反應的高過電位而難以裂解產氫，因此，為了提高光催化效率，該研究中加入了Pt和TiO₂作為共催化劑，制備得到了CsPbBr₃/Pt-TiO₂復合催化劑，結果表明，表面配體對于復合催化劑的穩定性和光催化性能起著至關重要的作用，CsPbBr₃/Pt-TiO₂復合催化劑在20vol％甲醇水溶液中產氫量最高為4h達到130μmol/g，但是其指出：在只以水作為反應溶液時，無法檢測到H₂信號，可能是因為光催化劑上的水裂解反應具有高反應勢壘。這些結果與報道的甲醇重組反應是一致的，從而可以合理認為H₂應該是同時來源于水和甲醇。