一种利用金属-三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材料的方法技术

本发明专利技术涉及纳米材料制备领域，具体为一种利用金属

【技术实现步骤摘要】
一种利用金属
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三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材料的方法


[0001]本专利技术涉及纳米材料制备领域，具体为一种利用金属
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三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材料的方法。

技术介绍

[0002]在环境污染和能源短缺问题的驱使下，开发新型的可再生能源迫在眉睫。氢气是一类环境友好、燃烧热值高的绿色能源，它有望通过太阳能光催化分解水的技术路径实现高效制备。由于绝大多数半导体表面催化活性差，通常需要额外负载既能接受半导体中的光生电荷，又能促进光生电荷诱导氧化还原反应的辅助材料。众所周知，助催化剂负载于捕光材料的表面可有效阻止电荷的重组并提高表面反应速率。此外，助催化剂与捕光材料之间的结合方式，可直接影响光催化反应中的光吸收、光生电荷分离和表面电荷转移等基本步骤。基于材料自身特性和现有制备手段，一般采取的方式是首先制备捕光半导体材料，然后将助催化剂或者包含助催化剂关键化学组分的前驱体沉积到捕光材料表面，最后再通过适当的后处理增强助催化剂与捕光材料之间的界面结合或促使助催化剂在捕光材料表面生成，最终形成助本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用金属
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三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材料的方法，其特征在于，在金属
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三聚硫氰酸共聚物中同时引入半导体捕光材料和目标助催化剂对应的金属盐离子，通过原位实现助催化剂和捕光材料的同时析出以及助催化剂的嵌入，从而构建出具有助催化剂嵌入捕光材料的复合光催化材料体系。2.按照权利要求1所述的利用金属
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三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材料的方法，其特征在于，金属
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三聚硫氰酸共聚物前驱体在室温环境下通过湿化学方法制备，在合成前驱体过程中同时引入半导体捕光材料和目标助催化剂对应的金属盐离子，根据半导体捕光材料和目标助催化剂之间的相对比例调整加入金属盐离子的含量。3.按照权利要求1所述的利用金属
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三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材料的方法，其特征在于，原位实现助催化剂和捕光材料二者共析出的方法包括：高温热解法、水热法、溶剂热法、光照分解法、溶胶
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凝胶法、化学共沉淀法、微乳液法、气相法、热注入法、电子束法、激光束法、等离子蒸发法、惰性气体蒸发法、机械合金化法、软硬模板法、超声法、微波加热法、机械球磨法、碳热还原法、磁控溅射法、直流电沉积法、交流电沉积法、脉冲电沉积法、复合共沉积法、喷射电沉积法、模板电化学法、脉冲超声电化学法或静电纺丝法。4.按照权利要求3所述的利用金属
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三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材料的方法，其特征在于，高温热解共析出是指将共聚物样品置于空气、氩气、氮气、氢气、硫化氢、氨气、氦气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、氯气、水蒸气、氟气、氯化氢中的一种或两种以上混合气氛的反应炉中进行热处理，促使前驱体原有的金属配合物结构坍塌、解离，留下的金属和非金属元素同时重组为半导体捕光材料和助催化剂。5.按照权利要求3所述的利用金属
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三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材料的方法，其特征在于，水热法共析出是指反应过程以水作为溶剂，将反应物充分溶解在水中后，在密封到压力容器中，压力容器采用含聚四氟乙烯内衬的高压反应釜，通过控制反应温度和时间参数，从而获得共析出的嵌入式复合光催化剂材料；溶剂热法共析出的反应过程是将反应物充分溶解在反应溶剂中后，在密封到压力容器中，压力容器采用含聚四氟乙烯内衬的高压反应釜，通过控制反应温度和时间参数，从而获得共析出的嵌入式复合光催化剂材料；其中，反应溶剂为乙醇、甲醇、乙二醇、丙酮、甲苯、二甲苯、乙腈、乙二胺、异丙醇、丙三醇、石油醚，苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯、三乙醇胺、乙酸乙酯、戊烷、甲胺之一种或两种以上有机溶剂的混合物。6.按照权利要求3所述的利用金属
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三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材料的方法，其特征在于，光照分解共析出是指利用强紫外线照射共聚物前驱体，将其完全转变为可溶的结构单元分子，实现捕光材料和目标助催化剂的共析出过程；或者，将具有光响应的金属共聚物暴露于特定波段的光源下，利用强光照的热效应促进聚合物的分解，从而共析出目标产物。7.按照权利要求3所述的利用金属
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三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材料的方法，其特征在于，溶胶
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凝胶法共析出是指以无机物或金属醇盐作为前驱体，在液相中将原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化，胶粒间发生缓慢聚合，形成具有三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络之间充满了失去流动性的溶剂，进而形成相应的凝胶，再经过干燥、烧结固化步骤共析出目标产物。8.按照权利要求3所述的利用金属
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三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材
料的方法，其特征在于，化学共沉淀法共析出是指在一定环境温度下，将目标产物的原材料分散至溶剂中，当目标产物的离子积常数大于溶度积常数时，诱导发生氧化还原反应，进而共析出最终的目标产物。9.按照权利要求1所述的利用金属
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三聚硫氰酸共聚物制备助催化剂嵌入型光催化材料的方法，其特征在于，金属
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三聚硫氰酸为有机共聚物，其分子式为M3(C3N3S3)2，M代表金属离子，C3N3S3简写为TMT；金属
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三聚硫氰酸共聚物前驱体为类固溶体结构以及具有不同计量比的三元及以上金属盐引入的共聚物前驱体，其中：金属
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三聚硫氰酸为：Fe3(TMT)2、Co3(TMT)2、Ni3(TMT)2、Cu3(TMT)2、Mn3(TMT)2、Zn3(TMT)2、Mo3(TMT)2、Nb3(TMT)2、Sn3(TMT)2、In3(TMT)2、Ta3(TMT)2、W3(TMT)2、Pt3(TMT)2、Pd3(TMT)2、Rh3(TMT)2、Ru3(TMT)2、Ir3(TMT)2、Pb3(TMT)2、Zr3(TMT)2、Ti3(TMT)2、La3(TMT)2、Au3(TMT)2、Bi3(TMT)2、V3(TMT)2、Cr3(TMT)2、Sc3(TMT)2、Ga3(TMT)2、Te3(TMT)2、Al3(TMT)2、Mg3(TMT)2、Si3(TMT)2及Ge3(TMT)2之一种或两种以上混合；具有类固溶体结构的金属
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三聚硫氰酸共聚物前驱体为：Mo
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W1‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘岗，王龙龙，杨勇强，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：