用于光催化的与等离子体金属纳米结构和光活性材料关联的上转换发光制造技术

光活性催化剂和通过光催化水分解产生H

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光催化的与等离子体金属纳米结构和光活性材料关联的上转换发光相关申请的交叉引用本申请要求2017年11月3日提交的美国临时专利申请第62/581119号的权益，其全部内容通过引用合并于此。专利技术背景A.
本专利技术一般涉及用于从水溶液中产生氢气(H2)和任选地产生氧气(O2)的光活性催化剂。光活性催化剂是三功能材料，其包括上转换材料、光催化剂材料和在光催化剂材料表面上的等离子体金属纳米结构。B.相关技术说明氢气(H2)是清洁燃料替代品。常规技术通过甲烷的水蒸气重整以商业规模生产氢气。由于化石燃料的枯竭，有必要寻找替代原料来满足全球对氢气生产不断增长的需求。一种替代甲烷水蒸气重整以产生氢气的方法是通过水分解。水分解的还原和氧化半反应如下：2H++2e-→H2(1)H2O+2h+→O2+4H+(2)2H2O→2H2+O2(3)。水分解可以通过水的电解、水的光催化分解或水的电光催化分解来实现。使用光驱动系统的缺点是，地球上来自太阳的光的能量密度低(约1000W/m2土地)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光活性催化剂，其包含：/n(i)上转换材料；/n(ii)光催化剂材料；和/n(iii)沉积在所述光催化剂材料表面上的等离子体金属纳米结构；/n其中所述上转换材料不嵌入所述光催化剂材料中或未被所述光催化剂材料涂覆；并且/n其中上转换材料能够发射处于具有等于或高于光催化剂材料的带隙的能量的第一波长下以及处于能够被等离子体金属纳米结构吸收的第二波长下的光。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171103 US 62/581,1191.一种光活性催化剂，其包含：
(i)上转换材料；
(ii)光催化剂材料；和
(iii)沉积在所述光催化剂材料表面上的等离子体金属纳米结构；
其中所述上转换材料不嵌入所述光催化剂材料中或未被所述光催化剂材料涂覆；并且
其中上转换材料能够发射处于具有等于或高于光催化剂材料的带隙的能量的第一波长下以及处于能够被等离子体金属纳米结构吸收的第二波长下的光。


2.根据权利要求1所述的光活性催化剂，其中所述上转换材料包含镧系材料或掺杂的镧系元素材料。


3.根据权利要求1所述的光活性催化剂，其中掺杂的镧系元素材料包含掺杂有铥(Tm)的四氟化钇钠-镱(NaYF4-Yb)，并且其中所述光催化剂材料包括硫化镉(CdS)。


4.根据权利要求3所述的光活性催化剂，其中所述掺杂的镧系元素材料包含15mol％至25mol％的Yb和0.5mol％至1.0mol％的Tm。


5.根据权利要求3所述的光活性催化剂，其中掺有Tm的NaYF4-Yb能够吸收波长为980nm的光并发射波长为800nm和477nm的光。


6.根据权利要求5所述的光活性催化剂，其中所述等离子体金属纳米结构包括金纳米结构、铜纳米结构或银纳米结构。


7.根据权利要求6所述的光活性催化剂，其中所述等离子体金属颗粒包括能够吸收波长为500nm至1000nm的光的金纳米棒。


8.根据权利要求7所述的光活性催化剂，其中所述金纳米棒具有10nm的平均直径和41nm的平均长度。


9.根据权利要求8所述的光活性催化剂，其中所述等离子体金属纳米结构与所述光催化剂材料的重量比为0.1:100至1:100或为约0.25:100。


10.根据权利要求9所述的光活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈姆丹·阿尔加姆蒂，哈比卜·卡特斯伊夫，哈贾·瓦哈卜，希沙姆·伊德里斯，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL