[發(fā)明專利]一種光催化制氫催化劑及其制備方法和應用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210035351.0 | 申請日： | 2022-01-13 |
| 公開（公告）號： | CN114345371A | 公開（公告）日： | 2022-04-15 |
| 發(fā)明（設計）人： | 陳革文;周寶峰;肖宇彬;蘇耀榮;莫鈞達 | 申請（專利權(quán)）人： | 湖南聲海電子有限公司 |
| 主分類號： | B01J27/04 | 分類號： | B01J27/04;B01J35/10;C01B3/04 |
| 代理公司： | 廣州嘉權(quán)專利商標事務所有限公司 44205 | 代理人： | 梅素麗 |
| 地址： | 424301 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 光催化 催化劑 及其 制備 方法 應用 | ||
本發(fā)明公開了一種光催化制氫催化劑及其制備方法和應用，所述催化劑具有多孔結(jié)構(gòu)，所述催化劑包括二氧化鈦納米纖維及硫化鋅；所述二氧化鈦納米纖維上原位負載硫化鋅納米顆粒；所述二氧化鈦納米纖維與硫化鋅納米顆粒之間形成S型異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的光催化制氫催化劑中的二氧化鈦納米纖維與硫化鋅納米顆粒之間形成S型異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，可以促進電子空穴的分離和隔離光生電荷載流子的作用，從而提高光催化制氫活性，將其應用于光催化制氫時，析氫速率超過2400μmol.g?1h?1。此外，本發(fā)明中的光催化制氫催化劑具有較高的穩(wěn)定性，可以循環(huán)使用，且循環(huán)使用時其析氫速率變化較小。
技術(shù)領域
本發(fā)明屬于材料領域，具體涉及一種光催化制氫催化劑及其制備方法和應用。
背景技術(shù)
氫能是氫的化學能，氫在地球上主要以化合態(tài)的形式出現(xiàn)，是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)， 它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75％。工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多，常見的有水電解制氫、煤炭氣化制氫、 重油及天然氣水蒸氣催化轉(zhuǎn)化制氫等，但這些反應消耗的能量都大于其產(chǎn)生的能量，得不償 失，性價比不高。目前，光催化水制氫作為一種新的方法，通過光催化劑對水分解產(chǎn)生氫氣， 該技術(shù)具有成本低，化學性質(zhì)穩(wěn)定，對環(huán)境友好等優(yōu)點。然而現(xiàn)有的光催化劑在催化水制氫 時普遍存在著催化產(chǎn)率低的問題。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種光催化制氫催化劑。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種光催化制氫催化劑的制備方法。
本發(fā)明的目的之三在于提供一種光催化制氫催化劑在光催化材料中的應用。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
本發(fā)明的第一個方面在于提供一種光催化制氫催化劑，所述催化劑具有多孔結(jié)構(gòu)；所述 催化劑包括二氧化鈦納米纖維及硫化鋅；所述二氧化鈦納米纖維上原位負載硫化鋅納米顆粒； 所述二氧化鈦納米纖維與硫化鋅納米顆粒之間形成S型異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。
二氧化鈦納米纖維與硫化鋅納米顆粒的質(zhì)量比可以為任意比例。優(yōu)選地，所述二氧化鈦 納米纖維和硫化鋅納米顆粒的質(zhì)量比為(0.5～30)：1；進一步優(yōu)選地，所述二氧化鈦納米纖 維和硫化鋅納米顆粒的質(zhì)量比為(0.5～20)：1；再進一步優(yōu)選地，所述二氧化鈦納米纖維和 硫化鋅納米顆粒的質(zhì)量比為(0.5～15)：1；更優(yōu)選地，所述二氧化鈦納米纖維和硫化鋅納米 顆粒的質(zhì)量比為(1～10)：1；最優(yōu)選地，所述二氧化鈦納米纖維和硫化鋅納米顆粒的質(zhì)量比 為5：1。
優(yōu)選地，所述二氧化鈦納米纖維的直徑為100～300nm；進一步優(yōu)選地，所述二氧化鈦納 米纖維的直徑為120～200nm；再進一步優(yōu)選地，所述二氧化鈦納米纖維的直徑為140～180nm。
優(yōu)選地，所述硫化鋅納米顆粒的粒徑為10～100nm；進一步優(yōu)選地，所述硫化鋅納米顆粒 的粒徑為10～60nm；再進一步優(yōu)選地，所述硫化鋅納米顆粒的粒徑為20～50nm；更優(yōu)選地， 所述硫化鋅納米顆粒的粒徑為25～40nm。
優(yōu)選地，所述二氧化鈦納米纖維是由二氧化鈦納米顆粒組裝而成。
優(yōu)選地，所述二氧化鈦納米顆粒之間具有孔隙。
優(yōu)選地，所述硫化鋅納米顆粒填充在所述二氧化鈦納米顆粒之間的孔隙內(nèi)，和/或，所述 硫化鋅納米顆粒覆蓋在所述二氧化鈦納米顆粒之間的孔隙上。
優(yōu)選地，所述催化劑的比表面積為41～46m2g-1；進一步優(yōu)選地，所述催化劑的比表面積 為41～45m2g-1。
優(yōu)選地，所述催化劑上分布著孔徑為7～12nm的孔；進一步優(yōu)選地，所述催化劑上分布 著孔徑為7～11nm的孔。
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