一种用于光解水产氢的NiTiO3/TiO2催化剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种用于光解水产氢的NiTiO3/TiO2催化剂及其制备方法和用途，所述催化剂由Ni(NO3)2与HTNT制备而成。本发明专利技术还提供了该催化剂的制备方法，所述光催化剂通过水热的方法原位反应制备，制备的催化剂为均一的一维纳米管。该方法制备的NiTiO3/TiO2纳米管催化剂结构和性质稳定，可以反复用来催化光解水产氢反应，且循环使用多次后仍具有很好的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光解水产氢的NiTiO3/TiO2催化剂及其制备方法和用途
本专利技术属于半导体光催化领域，具体涉及一种用于光解水产氢的NiTiO3/TiO2纳米复合材料催化剂及其制备方法和用途。
技术介绍
不可再生的化石能源的大量消耗使得能源枯竭以及严重的环境污染成为当前全球面临的一大难题。寻求环境友好型可再生能源成为解决能源危机和环境问题的最佳选择。氢气作为最清洁的能源而引起了广泛关注。直接利用太阳光分解水制备氢气被认为是一种解决能源危机和环境污染问题的有效途径。而利用太阳光分解水的过程离不开光催化剂的催化作用。目前发现的催化剂普遍存在稳定性差，光电转化效率低，环境危害较大，合成成本较高，光腐蚀等问题而无法大规模的应用。二氧化钛具有成本低，化学性质稳定，无污染等特点，被认为是较有前景的光催化剂。然而，二氧化钛的价带较宽对光的吸收利用较为有限，一般会添加助催化剂来增加可见光的吸收提高其光的吸收利用效率。为了提高光催化剂的催化效率，CN103872174A(申请号201210552885.7)提供了一种具有可见光吸收特性的Au修饰的TiO2纳米棒阵列光阳极材料的制备方法。利用Au量子点对Ti本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光解水产氢的NiTiO3/TiO2催化剂，其特征在于，所述催化剂为NiTiO3与TiO2的纳米复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于光解水产氢的NiTiO3/TiO2催化剂，其特征在于，所述催化剂为NiTiO3与TiO2的纳米复合材料。2.一种如权利要求1所述的NiTiO3/TiO2催化剂，其特征在于，催化剂中NiTiO3/TiO2的摩尔比可以为(0-0.055):1且不为0。优选地，摩尔比为(0.005-0.045):1。进一步优选地，摩尔比为(0.01-0.030):1。更进一步优选地，摩尔比为(0.012-0.025):1。3.一种如权利要求1或2所述的NiTiO3/TiO2催化剂，其特征在于，所述NiTiO3/TiO2催化剂中的TiO2相为锐钛矿相。优选地，所述NiTiO3/TiO2催化剂为一维纳米管。优选地，所述NiTiO3/TiO2催化剂有较大的比表面积，比表面积可以为80-150m2/g。4.一种如权利要求1-3任一项所述的NiTiO3/TiO2催化剂，其特征在于，所述纳米管的长度可以介于100-800nm之间；内径可以为3-5nm。5.一种如权利要求1-4任一项所述NiTiO3/TiO2催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂以质子化钛酸盐纳米管(以下简称“HTNT”)为前驱体，利用水热原位反应的方法制备。6.一种如权利要求5所述NiTiO3/TiO2催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下制备步骤：1)制备HTNT，其包括下述步骤：1a)将TiO2和碱性溶液进行水热反应；反应完成后，分离得到钛酸盐纳米管；1b)将步骤1a)的钛酸盐纳米管用水洗涤，洗去多余的碱；再用酸液洗涤，得到质子化钛酸盐纳米管；再次使用水洗涤，有机溶剂洗涤，干燥后即获得HTNT；2)制备NiTiO3/TiO2催化剂前体，其包括：将HTNT与Ni(NO3)2溶液混合，搅拌，再加入碱液调节反应液pH，继续搅拌，过滤，再用H2O和有机溶剂清洗，干燥，得到NiTiO3/TiO2催化剂前体；3)退火处理制备NiTiO3/TiO2催化剂，其包括：将上述NiTiO3/TiO2催化剂前体进行煅烧即可获得NiTiO3/TiO2催化剂。7.一种如权利要求5或6所述NiTiO3/TiO2催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1a)中，所述碱性溶液可以为NaOH水溶液。优选地，所述碱性溶液的浓度为5-10mol/L。优选地，所述TiO2为纳米粉。优选地，所述TiO2的质量和碱性溶液的体积之比(g：mL)可以为(2.0～3.5)：(40～100)。优选地，所述水热反应的温度为120-300℃。优选地，所述水热反应的时间可以为1.5-24h。优选地，所述分离可以为使用真空泵进行抽滤。步骤1b)中，所述水优选为蒸馏水。优选地，所述酸液可以为浓硝酸与水任意配比的硝酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭旺，黄集权，李国京，江亚斌，兰海，陈剑，石明，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建,35