本发明专利技术提供了一种光催化剂的制备方法，包括：将苯氨基功能化石墨烯与钌配合物N3在溶剂和缩合剂中进行酰胺缩合反应，得到光催化剂。本申请还提供了一种光催化分解水制氢催化剂，包括：光催化剂和贵金属纳米粒子，所述光催化剂上负载有贵金属纳米粒子。本申请还提供了所述光催化剂的制备方法。本申请所述光催化剂与光催化分解水制氢催化剂分别作为水分解制取氢气的催化剂，具有光响应范围广、活性高与稳定性好的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及光催化分解水制氨催化剂
，具体设及一种具有可见光活性的 光催化剂及其制备方法、光催化分解水制氨催化剂及其制备方法与氨气的制备方法。
技术介绍
随着世界人口不断增加和工业化水平的日益提高，矿物能源面临着日趋枯竭的危 机，开发新的、可再生的清洁能源成为可持续发展的重大课题。氨是重要的工业原料，也是 重要的工业气体，在石油化工、电子工业、食品加工、有机合成、航空航天W及医学等方面有 着广泛的应用。氨气具有清洁、高效、高热值、环境友好和运输方便等特点，是理想的二次能 源载体。目前，大规模工业制氨的方法包括水煤气法、电解水法、电解食盐法、氨分解法、活 泼金属与酸反应法W及有机控类重整法等。其中96%的产氨能是依靠煤、天然气的重整来 获得。传统氨气制备方法具有工艺成熟、简单等特点，但是运些反应条件苛刻，对生产设备 要求高，能量转化效率较低，经济可行性较差。此外，使用化石燃料制氨只是将化石能源转 化为氨能，并不能解决能源短缺和环境污染问题。 从能源角度考虑，氨气是一种非常清洁的能源，其燃烧产物是水，对环境没有任何 危害。而太阳能是一种取之不尽、用之不竭的自然资源，利用太阳能光催化分解水产氨是一 种最为理想的制氨方法。地球表面3/4都被水覆盖，水储量丰富、容易获得、价格低廉。将太 阳能转化为可直接利用的氨能，是实现21世纪梦的技术，是将太阳能转化为可储存的、随时 可用的化学能的最佳途径。而运个转化需要一种高效的催化剂，该催化剂应具备光利用率 高、催化活性好、稳定性高等特点。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种产氨催化剂，本申请提供的催化剂作为光催 化水产氨的催化剂具有光响应范围广与反应活性高的特点。 有鉴于此，本申请提供了一种光催化剂的制备方法，包括： 将苯氨基功能化石墨締与钉配合物化染料在溶剂和缩合剂中进行酷胺缩合反应， 得到光催化剂。 优选的，所述苯氨基功能化石墨締按照W下方法制备：[000引将还原氧化石墨締、对苯二胺和亚硝酸钢在酸性条件下反应，得到苯氨基功能化 石墨締。 优选的，所述对苯二胺与所述亚硝酸钢的摩尔比为（2~4): 1;所述缩合剂选自二 甲基氨基丙基乙基碳酷胺、1-径基苯并Ξ挫、二异丙基碳二亚胺和二环己基碳二亚胺中的 一种或多种。 本申请提供了一种光催化剂，由苯氨基功能化石墨締与钉配合物化染料发生酷胺 缩合反应制备得到。 优选的，所述苯氨基功能化石墨締与钉配合物化染料的质量比为1: (ο .4~1)。 本申请还提供了一种光催化分解水制氨催化剂，包括:上述方案任一项所述的制 备方法所制备的或上述方案所述的光催化剂和贵金属纳米粒子，所述光催化剂上负载有贵 金属纳米粒子。优选的，其特征在于，所述光催化剂的含量为95wt%~99wt% ;所述贵金属纳米粒 子为销纳米粒子;所述销纳米粒子的粒径为0.8~4nm。 本申请还提供了一种光催化分解水制氨催化剂的制备方法，包括： 在光照条件下，将贵金属源与上述方案所述的制备方法所制备的或上述方案所述 的光催化剂在溶剂与Ξ乙醇胺中反应，得到催化剂。 优选的，所述贵金属源为销源，所述销源为氯销酸。本申请还提供了 一种氨气的制备方法，包括： 在光照条件下，将光催化剂和光催化分解水制氨催化剂中的一种、水与Ξ乙醇胺 反应，得到氨气； 所述光催化剂为上述方案所述的制备方法所制备的或上述方案所述的光催化剂； 所述催化剂为上述方案所述的或上述方案所述的制备方法所制备的光催化分解 水制氨催化剂。 本申请提供了一种光催化剂的制备方法，其是将苯氨基功能化的石墨締与钉配合 物化染料进行酷胺缩合。本申请按照上述方法，得到了一种钉配合物化染料共价功能化石墨 締的光催化剂;钉配合物化本身具有优秀的光物理性能，对光的吸收较强，在紫外光区和可 见光区均具有较强的吸收，而石墨締本身是一种零带宽的半导体，室溫下载流子迁移率较 高，将化染料共价连接到石墨締后，化基团作为光敏剂分子吸收福射光，发生电子跃迁产生 光生电子，光生电子从光敏剂分子转移到其共价相连的石墨締上，与溶液中的氨离子反应 产氨气。 进一步的，本申请还提供了一种负载有贵金属纳米粒子的钉配合物化共价功能化 石墨締，其由于负载了贵金属纳米粒子，使上述产生的光生电子由石墨締迅速转移至贵金 属纳米颗粒上，增加了光生电子的分离效率;转移至贵金属纳米颗粒上的电子与溶液中的 氨离子反应产生氨气。 本申请提供的光催化剂与光催化分解水制氨催化剂充分利用了石墨締和化染料 分子两者的优良性质，常溫常压光照条件下就均可W产生氨气，均具有光响应范围广，较高 的催化活性，在连续光照50h后，产氨量仍然保持不变，稳定性较高。【具体实施方式】 为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是 应当理解，运些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的 限制。 本专利技术实施例公开了一种光催化剂的制备方法，包括： 将苯氨基功能化石墨締与钉配合物化在溶剂和缩合剂中进行酷胺缩合反应，得到 光催化剂。 本申请为钉配合物化（顺式-双（异硫氯基）双（2,2-联化晚基-4,4'-二簇基）钉 (II))染料共价功能化石墨締光催化剂的制备，该催化剂具有光响应范围广、催化活性高、 稳定性好、催化反应条件低等优点。 本申请在制备光催化剂的过程中，将苯氨基功能化石墨締与钉配合物化染料在溶 剂和缩合剂中进行酷胺缩合反应，得到了钉配合物化染料共价功能化石墨締的光催化剂。 在上述过程中，所述溶剂优选为乙醇，所述缩合剂优选为二甲基氨基丙基乙基碳酷胺、1-径 基苯并Ξ挫、二异丙基碳二亚胺和二环己基碳二亚胺中的一种或多种，在实施例中，所述缩 合剂优选为二甲基氨基丙基乙基碳酷胺。所述苯氨基功能化石墨締优选按照下述方式制备 得到： 将还原氧化石墨締、对苯二胺和亚硝酸钢在酸性条件下反应，得到苯氨基功能化 石墨締。 所述对苯二胺与所述亚硝酸钢的摩尔比优选为(2~4): 1，所述对苯二胺与所述亚 硝酸钢在上述摩尔比范围内，使得对苯二胺上只有一个氨基参与重氮化反应，连接到石墨 締表面，同时保留另一个氨基不参与反应;若对苯二胺与亚硝酸钢的摩尔比过小，则氨基功 能化石墨締表面上氨基基团会减少，在后续反应中共价连接到石墨締表面的染料分子数目 也减少，使光催化剂的催化性能下降。所述反应的溫度为0~5°c，时间为2~地。在上述过程 中，还原氧化石墨締、对苯二胺和亚硝酸钢通过叠氮化反应，合成了苯氨基功能化石墨締。 本申请所述钉配合物化染料按照本领域技术人员熟知的方式制备即可。 本申请所述光催化剂的制备过程如下式所示： 本申请还提供了一种光催化剂，其由苯氨基功能化石墨締与钉配合物化染料制备 得到。制备该光催化剂时苯氨基功能化石墨締与钉配合物化染料的配料质量比优选为1: (0.4~1)。所述苯氨基功能化石墨締优选按照上述方案制备得到。 本申请还提供了一种光催化分解水制氨催化剂，包括:钉配合物化染料共价功能 化石墨締的光催化剂和贵金属纳米粒子，所述光催化剂上负载有贵金属纳米粒子。 本申请所述光催化分解水制氨催化剂中的光催化剂的含量优选为95wt %~ 99wt%，余量为贵金属纳米粒子。所述催化剂中贵金属纳米粒子作为助催化剂，可W接受染 料分子转移本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光催化剂的制备方法，包括：将苯氨基功能化石墨烯与钌配合物N3染料在溶剂和缩合剂中进行酰胺缩合反应，得到光催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨平，王丹丹，李霞，杜玉扣，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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