[發(fā)明專利]一種親水交聯(lián)聚合物上轉(zhuǎn)換微球及其制備方法和在光催化產(chǎn)氫中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011197720.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN112500849B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李嫕;劉彥鵬;于天君;陳金平;曾毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): C09K11/06
• 分類號(hào): C09K11/06;C09K11/02;C01B3/04;B01J35/00;B01J31/26;B01J31/22
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 謝蓉;黃海麗

1.一種基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫體系，其特征在于，包括上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、半導(dǎo)體催化劑、電子犧牲體和水；

所述半導(dǎo)體催化劑為CdSe量子點(diǎn)、CdSe/CdS量子點(diǎn)、CdTe量子點(diǎn)或CdTe/CdS量子點(diǎn)；

所述電子犧牲體為有機(jī)胺；

所述上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料包括親水交聯(lián)聚合物微球、光敏劑及湮滅劑；

且所述上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料中不包括親水性熒光染料；

所述光敏劑、湮滅劑被包裹在親水交聯(lián)聚合物微球中；

所述親水交聯(lián)聚合物微球選自親水交聯(lián)聚苯乙烯微球；

所述光敏劑為式I所示四苯基苯并卟啉鉑配合物(即PtTPTBP)，或式II所示四苯基苯并卟啉鈀配合物(即PdTPTBP)，或式III所示八乙基卟啉鉑配合物(即PtOEP)，或式IV所示八乙基卟啉鈀配合物(即PdOEP)：

所述湮滅劑為式V所示9,10-二苯基蒽(DPA)或式VI所示9,10-二苯乙炔基蒽(BPEA)：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫體系，其特征在于，所述親水交聯(lián)聚合物微球參照如下已知方法制備：

向水中加入十二烷基硫酸鈉和NaOH，使用惰性氣體除氧后，向溶液中加入苯乙烯和二乙烯基苯，攪拌乳化，加熱至60~100℃，加入乳液聚合反應(yīng)引發(fā)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，然后向反應(yīng)體系中加入（甲基）丙烯酸進(jìn)行反應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫體系，其特征在于，所述上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料中光敏劑與湮滅劑的摩爾比為1:1 ~ 1:100。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫體系，其特征在于，所述上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法包括如下步驟：將親水交聯(lián)聚合物微球分散在水中，加入含有光敏劑和湮滅劑且與水不互溶的有機(jī)溶液，通過溶脹得到親水交聯(lián)聚合物上轉(zhuǎn)換微球；

所述與水不互溶的有機(jī)溶液選自甲苯溶液。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫體系，其特征在于，所述親水交聯(lián)聚合物上轉(zhuǎn)換微球中親水交聯(lián)聚合物微球溶脹甲苯溶液的體積為1~12 mL/g。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫體系，其特征在于，所述親水交聯(lián)聚合物微球與水的用量比為100mg親水交聯(lián)聚合物微球使用1~20mL水。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫體系，其特征在于，所述親水交聯(lián)聚合物微球與光敏劑的用量比為100mg親水交聯(lián)聚合物微球使用0.0001~0.1mol光敏劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫體系，其特征在于，所述水為去離子水。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫體系，其特征在于，上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫體系中親水交聯(lián)聚合物上轉(zhuǎn)換微球的濃度為5 ~ 50 mg/mL；

所述半導(dǎo)體催化劑的濃度為0.05 ~ 0.5 mg/mL；

所述電子犧牲體的濃度為0.01~1mol/L。

10.一種基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

S1）將權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換發(fā)光催化水解制氫體系置于光反應(yīng)器中；

S2）將光反應(yīng)器抽真空、充惰性氣體，除去光反應(yīng)器和反應(yīng)體系中的氧氣；

S3）將光反應(yīng)器置于光源下進(jìn)行光照。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述光照的強(qiáng)度為5 ~ 100 mW/cm²。