[發(fā)明專利]一種基于熱輔助光催化體系的制氫方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110993400.7
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113697769A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 佟振合;王天麟;趙運宣;張鐵銳
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04;B01J8/08;B01J8/10
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

1.一種基于熱輔助光催化體系的制氫方法，該方法采用熱輔助光催化體系進行，所述的熱輔助光催化體系包括熱輔助體系、反應(yīng)器和光源；

熱輔助體系包括水浴加熱裝置和循環(huán)冷凝套，水浴加熱裝置通過管路與循環(huán)冷凝套的夾層連通，在管路上設(shè)置有循環(huán)泵；

反應(yīng)器位于循環(huán)冷凝套內(nèi)，光源固定在循環(huán)冷凝套一側(cè)，光源發(fā)出的光線透過循環(huán)冷凝套均勻直射到反應(yīng)器上；

所述的制氫方法，包括步驟如下：

1)將催化劑、水和甲醇置于反應(yīng)器內(nèi)，混勻均勻，得混合液，排氣后密封反應(yīng)器，然后將反應(yīng)器置于循環(huán)冷凝套內(nèi)；

2)開啟水浴加熱裝置將水加熱至40℃-65℃，開啟循環(huán)泵將熱水泵入循環(huán)冷凝套的夾層中進行循環(huán)，對反應(yīng)體系進行升溫，使反應(yīng)體系升溫至40℃-65℃；同時開啟光源對反應(yīng)器進行照射，實現(xiàn)熱輔助光催化反應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氫方法，其特征在于，循環(huán)冷凝套、反應(yīng)器通過固定架固定，循環(huán)冷凝套包括內(nèi)殼體、外殼體以及內(nèi)殼體、外殼體之間的夾層，所述的反應(yīng)器為石英玻璃反應(yīng)器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氫方法，其特征在于，所述的光源為300W氙燈；發(fā)出的光為200-800nm的紫外可見光，光強為200mw·cm^-2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氫方法，其特征在于，反應(yīng)器的上方還設(shè)置有磁力攪拌器，通過控制磁力攪拌器轉(zhuǎn)速，使催化劑材料與溶液充分的接觸與反應(yīng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氫方法，其特征在于，步驟1)中，所述催化劑為二氧化鈦、石墨相氮化碳或硫化鎘光催化劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氫方法，其特征在于，步驟1)中，水為電阻率達到18MΩ*cm(25℃)的超純水，混合液中催化劑的濃度為0.4g·L^-1，水與甲醇體積比為4:1；催化劑、水和甲醇置于反應(yīng)器內(nèi)超聲使催化劑在溶液中分散均勻，超聲時間為10-20分鐘；反應(yīng)器置于循環(huán)冷凝套前，向混合液中通入高純氮氣進行排氣10-20分鐘；所述高純氮氣為體積分數(shù)不低于99.999vol％的氮氣；水浴加熱裝置的加熱裝置為加熱磁力攪拌器，加熱功率為300-400W。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氫方法，其特征在于，步驟2)中，加熱溫度至40℃-60℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氫方法，其特征在于，步驟2)中，加熱溫度至60℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氫方法，其特征在于，步驟2)中，循環(huán)泵流量為150-250L·h^-1。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氫方法，其特征在于，步驟2)中，光照時間為0.5-2小時，優(yōu)選，光照時間為1小時。