一种钴基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钴基催化剂及其制备方法和用途，所述钴基催化剂为纳米管结构，其中包含Co元素和Ti元素，且二者的摩尔比为1:(0.4‑0.6)，所述钴基催化剂的带隙能量≤1.8eV，其可催化紫外光、可见光或红外光分解水，在250W氙灯辐射下，其分解水产氢气的效率最高可达2375μmol/g/h，且所述钴基催化剂的制备过程简单，可通过对制备过程参数的调节控制制备得到的钴基催化剂的带隙能量，从而实现钴基催化剂带隙能量的可控制备。

【技术实现步骤摘要】
一种钴基催化剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及催化剂领域，尤其涉及一种钴基催化剂及其制备方法和用途。
技术介绍
煤炭和石油等化石燃料作为目前主要的能量来源，仍然存在着许多问题。例如，其具有不可再生性，燃烧后的产物会向生态系统排放碳、氮和硫污染物，对环境造成负面影响。有时甚至会引起价格和政治危机。因此，世界正在寻找一种清洁可再生燃料生产方式替代化石燃料。而通过光解水产生氢气是一种极为有效的途径。光催化工艺是利用合适的光催化作用或光催化材料进行许多化学反应的一种技术。由于光催化过程经济、绿色，对未来经济和下一代人的发展具有重要意义，因此光催化材料在当前的科学和工业应用中备受关注。与其花费大量的精力和成本来处理由于人口增长、能源消耗增加和大规模现代化工业活动增加而导致的对化石燃料依赖的副作用，特别是为了减少或消除碳、氮和硫污染物的排放，不如使用光催化分解水产生氢气作为清洁燃料，从根源上进行解决。光催化材料是一类半导体，其电子迁移率介于导电金属和非导电(绝缘)材料之间。光催化材料(或半导体)具有中等带隙，通过外部光子激发，电子产生激发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钴基催化剂，其特征在于，所述催化剂中包含Co元素和Ti元素，所述Co元素和Ti元素的摩尔比为1:(0.4-0.6)，所述催化剂为纳米管结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种钴基催化剂，其特征在于，所述催化剂中包含Co元素和Ti元素，所述Co元素和Ti元素的摩尔比为1:(0.4-0.6)，所述催化剂为纳米管结构。


2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述Co元素和Ti元素的摩尔比为1:(0.45-0.55)；
优选地，所述催化剂中还包含Bi元素；
优选地，所述催化剂中Co元素、Bi元素和Ti元素的摩尔比为1:(0.4-0.6):(0.4-0.6)，优选为1:(0.45-0.55):(0.45-0.55)。


3.如权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括含钴复合氢氧化物和/或含钴复合氧化物；
优选地，所述催化剂包括CoTi复合氢氧化物、CoTi复合氧化物、CoBiTi复合氢氧化物或CoBiTi复合氧化物中的任意一种，优选为CoTi复合氢氧化物、CoBiTi复合氢氧化物或CoBiTi复合氧化物中的任意一种；
优选地，所述纳米管的管径为10-90nm。


4.如权利要求1-3任一项所述钴基催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)配制含Co源和Ti源的混合溶液；
(2)将沉淀剂溶液加入步骤(1)的混合溶液中，进行反应；
(3)将步骤(2)的产物经后处理，得到含钴复合氢氧化物；
优选地，步骤(1)所述含Co源和Ti源的混合溶液中还包含Bi源；
优选地，步骤(3)所述后处理包括固液分离和干燥；
优选地，所述方法还包括将所述含钴复合氢氧化物进行加热干燥，得到所述含钴复合氧化物。


5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合溶液中金属元素的浓度为0.3-0.7M，优选为0.4-0.6M；
优选地，步骤(2)所述沉淀剂溶液的制备方法包括将沉淀剂溶解在水中，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫森·谢哈塔·莫斯塔法·默罕默德，陈岚，葛广路，张睿毅，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11