一种光催化产氢的铁@BCN陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术为一种光催化产氢的铁@BCN陶瓷的制备方法。该方法包括以下步骤：(1)将海藻酸钠、硼酸和尿素加入到水中溶解，得到混合溶液；(2)将铁离子溶液加入到混合溶液中，得到交联溶液；(3)将交联溶液冷冻、干燥；(4)在管式炉中1100～1200℃的温度下高温裂解4～5h，得到铁@BCN陶瓷。本发明专利技术制备的铁@BCN陶瓷在紫外光照射的条件下，比原有的BCN陶瓷析氢效率提高了1～2倍；在可见光照射的条件下，比原有的BCN陶瓷析氢效率提高了2～3倍。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化产氢的铁@BCN陶瓷的制备方法
本专利技术属于光催化水解产氢
，具体为一种利用海藻酸钠与铁离子可以发生离子键之间交联的原理将铁离子引入BCN陶瓷中，形成铁@BCN金属半导体异质结，并且BCN陶瓷孔径较小，具有可调节的带隙，高的比表面积，高的结晶度，以此来提高光催化产氢能力的方法。
技术介绍
氢气的制造方法主要有电解水制氢、化石燃料反应转化制氢、化合物高温分解制氢、富含氢的工业气体混合物分离制氢、生物制氢以及太阳能制氢。随着研究的进展，发现了在光照条件下利用光催化剂分解水制氢的新型制氢方法。BCN化合物是一种光催化剂，三元硼碳氮(BCN)化合物类似于BN和碳材料，具有与BN相似的六方结构(h-BCN)和立方结构(c-BCN)，六方BCN性质介于石墨和六方BN(h-BN)之间，是半导体或半金属，且通过改变原子成分，其禁带宽度和半导体性能具有可调性。将金属引入BCN陶瓷中，可形成金属半导体异质结，在具有一定能量的光子激发下能使分子轨道中的电子离开价带跃迁至导带，形成光生空穴，光生空穴可与水分子形成反应，产生氢氧自由基，产生氢气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化产氢的铁@BCN陶瓷的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：/n(1)将海藻酸钠、硼酸和尿素加入到水中溶解，得到混合溶液；/n其中，摩尔比为硼酸：尿素：海藻酸钠的摩尔比分别为1：3～9：0.5～2；每30mL水中加入0.01～0.15摩尔硼酸；/n(2)将铁离子溶液加入到混合溶液中，搅拌12-14h，得到交联溶液；/n其中，铁离子溶液的浓度为0.4wt％-0.7wt％；铁元素的含量为混合溶液中硼酸、尿素和海藻酸钠总质量的0.1％-1％；/n(3)将交联溶液静置至溶液中的气泡消失后，移至在冷冻干燥机中先冷冻4～5小时，再干燥30～36小时；/n(4)高温裂解：将冷冻干燥后的产物在管...

【技术特征摘要】
1.一种光催化产氢的铁@BCN陶瓷的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：
(1)将海藻酸钠、硼酸和尿素加入到水中溶解，得到混合溶液；
其中，摩尔比为硼酸：尿素：海藻酸钠的摩尔比分别为1：3～9：0.5～2；每30mL水中加入0.01～0.15摩尔硼酸；
(2)将铁离子溶液加入到混合溶液中，搅拌12-14h，得到交联溶液；
其中，铁离子溶液的浓度为0.4wt％-0.7wt％；铁元素的含量为混合溶液中硼酸、尿素和海藻酸钠总质量的0.1％-1％；
(3)将交联溶液静置至溶液中的气泡消失后，移至在冷冻干燥机中先冷冻4～5小时，再干燥30～36小时；
(4)高温裂解：将冷冻干燥后的产物在管式炉中1100～1200℃的温度下高温裂解4～5h，得到铁@BCN陶瓷。
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【专利技术属性】
技术研发人员：安玉民，王天一，王广宇，程业红，韩旭，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12