[發明專利]銅摻雜超薄TiO2

有效

• 申請號: 202010104710.4
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111151305B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 張薇;潘蒙蒙;孫穎;郭欣;陳霞;宋溪明
• 申請（專利權）人: 遼寧大學
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B01J31/22;C01B3/04
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

本發明涉及銅摻雜超薄TiO₂納米片負載鈷肟配合物光催化水分解制氫的應用。將催化劑超聲分散于甘油水溶液中，將反應體系抽真空后，用氮氣吹掃去除氧氣，太陽光下進行催化反應；所述催化劑為銅摻雜超薄TiO₂納米片負載鈷肟配合物。本發明將含有羧基的鈷肟配合物與銅摻雜的超薄型TiO₂納米片復合，制備得到了一種具有良好光催化活性的復合物Cu?TiO₂?Co。該復合物可以實現在太陽光下高效催化水分解制氫。

技術領域

本發明屬于催化制氫領域，尤其涉及一種銅摻雜超薄TiO₂納米片負載鈷肟配合物在催化水分解制氫中的應用。

背景技術

在新能源領域中，氫能已普遍被認為是一種最理想的新世紀無污染的綠色能源。氫是自然界中最豐富的元素，它廣泛地存在于水、礦物燃料和各類碳水化合物中。然而，傳統的制氫方法，需要消耗巨大的常規能源，使氫能身價太高，大大限制了氫能的推廣應用。于是科學家們很快想到利用取之不盡、廉價的太陽能作為氫能形成過程中的一次能源，使氫能開發展現出更加廣闊的前景。金屬鈷肟配合物最初是作為維生素B₁₂的模擬物而得到人們關注的，在光催化領域具有較高的催化活性。

發明內容

本發明的目的是利用含有羧基的鈷肟配合物，固載于銅摻雜的超薄TiO₂納米片，得到一種銅摻雜超薄TiO₂納米片負載鈷肟配合物。該材料在催化水分解制氫中具有較好的應用前景。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：銅摻雜超薄TiO₂納米片負載鈷肟配合物光催化水分解制氫的應用，方法如下：將催化劑超聲分散于甘油水溶液中，將反應體系抽真空后，用氮氣吹掃去除氧氣，太陽光下進行催化反應；所述催化劑為銅摻雜超薄TiO₂納米片負載鈷肟配合物。

優選的，上述的應用，所述銅摻雜超薄TiO₂納米片負載鈷肟配合物的制備方法，包括如下步驟：將適量含有羧基的鈷肟配合物溶于無水乙醇中，加入適量銅摻雜超薄TiO₂納米片，超聲分散后，常溫攪拌24-25h，過濾，濾餅經無水乙醇洗滌，真空干燥，得目標產物。

優選的，上述的應用，按物質的量之比，鈷肟配合物:Cu:TiO₂＝3:3:94。

優選的，上述的應用，所述含有羧基的鈷肟配合物為Co(dmgH)₂(4-COOH-py)Cl，制備方法包括如下步驟：將CoCl₂·6H₂O，丁二酮肟和氫氧化鈉溶解于95％乙醇中加熱至70℃，加入異煙酸，將所得溶液冷卻至室溫，將空氣流通入溶液30min，有沉淀析出，過濾，固體用水和乙醇洗滌，干燥得產物。

優選的，上述的應用，所述銅摻雜超薄TiO₂納米片的制備方法，包括如下步驟：將鈦酸四丁酯、氫氟酸和Cu(NO₃)₂·3H₂O加入無水乙醇中，室溫攪拌30分鐘后，轉移至水熱釜中，180℃加熱2-3h，離心，固體物用蒸餾水洗滌，60℃真空干燥，得銅摻雜超薄TiO₂納米片。

優選的，上述的應用，所述甘油水溶液的體積百分比為5-10％。

本發明的有益效果是：本發明將含有羧基的鈷肟配合物與銅摻雜的超薄型TiO₂納米片復合，制備得到了一種具有良好光催化活性的復合物Cu-TiO₂-Co。該復合物可以實現在太陽光下高效催化水分解制氫。

附圖說明

圖1是鈷肟配合物Co(dmgH)₂(4-COOH-py)Cl的結構示意圖。

圖2是復合物Cu-TiO₂-Co的結構示意圖。