一种光解水制氢材料及其制备方法和应用技术

本申请提出一种光解水制氢材料及其制备方法和应用，其中光解水制氢材料包括基体，所述基体为表面具有亲水性的高分子多孔材料膜；所述基体表面负载有太阳能光解水催化剂。本申请的光解水制氢材料，在表面具有亲水性的高分子多孔材料膜表面负载太阳能光解水催化剂，其中表面具有亲水性的高分子多孔材料膜含有丰富的阴离子基团，能够阻挡海水、工业或生活污水等含有氯离子的水源水中的氯离子、带负电基团进入，避免对析氢光催化反应造成竞争，或对光催化剂产生腐蚀。光催化剂产生腐蚀。光催化剂产生腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种光解水制氢材料及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及氢能
，尤其涉及一种光解水制氢材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着未来能源体系中新能源的比例不断提升，波动性新能源造成的电力系统冲击成为新型电力系统面临的一个重要问题。可再生制氢技术是实现新能源储能、解决风、光等可再生能源波动性问题的良好解决方案。
[0003]光解水制氢技术利用光催化剂将水分解生产氢气，能够实现太阳能的直接利用，免去了太阳能到电能、再到氢能的转换，是一种具有良好前景的可再生能源制氢路线。然而，目前太阳能制氢所用水源往往为实验级的纯水，而实际场景中，一些太阳能丰沛的沙漠、海洋等地区，纯水的取得较为不易；直接利用海水、工业、生活污水进行太阳能制氢面临着催化剂稳定性较差、效率降低、有机物分解等副反应增加的问题。
[0004]因此，研发设计一种可直接用海水、工业、生活污水等在无副反应发生的条件下高效、稳定的光解水制氢的材料及装置等十分必要。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的一个目的在于提供一种光解水制氢材料，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光解水制氢材料，其特征在于，包括基体，所述基体为表面具有亲水性的高分子多孔材料膜；所述基体表面负载有太阳能光解水催化剂。2.根据权利要求1所述的光解水制氢材料，其特征在于，所述表面具有亲水性的高分子多孔材料膜包括磺化聚醚砜膜、磺化聚醚醚酮膜、磺化聚醚砜/磺化聚醚醚酮混合膜中的至少一种；或，所述表面具有亲水性的高分子多孔材料膜为磺化聚醚砜、磺化聚醚醚酮中的至少一种与磺化MOF颗粒的混合膜。3.根据权利要求2所述的光解水制氢材料，其特征在于，当所述表面具有亲水性的高分子多孔材料含有所述磺化MOF颗粒时，所述磺化MOF颗粒的含量为0.01
‑
10wt％。4.根据权利要求1所述的光解水制氢材料，其特征在于，所述太阳能光解水催化剂包括金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物、金属氧硫化物、金属氧氮化物中的至少一种；所述金属包括d
10
金属或d0金属中的至少一种；和/或，所述太阳能光解水催化剂在所述基体表面的负载量为2
‑
10mg/cm2；和/或，所述光解水制氢材料的总厚度为1
‑
100μm。5.一种制备如权利要求1至4任意一项所述的光解制氢材料的方法，其特征在于，包括：将高分子多孔材料进行亲水改性处理，获得表面具有亲水性的高分子多孔材料；将所述表面具有亲水性的高分子多孔材料通过静电纺丝法或浇筑法成膜，获得基体；在所述基体上负载太阳能光解催化剂，获得所述光解制氢材料。6.一种光解水制氢装置，其特征在于，包括：盖板，所述盖板为透明材质，且所述盖板上设有第一凹槽；底座，所述底座上设有第二凹槽；多孔吸水膜，所述多孔吸水膜设在所述盖板和所述底座之间，且所述多孔吸水膜与所述第一凹槽构成氢气收集空间，所述多孔吸水膜与所述第二凹槽构成集水空间，所述多孔吸水膜采用如权利要求1至4任意一项所述的光解水制氢材料或者如权利要求5所述的制备方法制备的光解水制氢材料，且所述太阳能光解水催化剂位于所述多孔吸水膜上靠近所述盖板的一侧表面。7.根据权利要求6所述的光解水制氢装置，其特征在于，所述氢气收集空间内设有若干用于支撑所述多孔吸水膜的支撑件，若干支撑件间隔设置；若干支撑件均一端连接所述盖板，另一端紧贴所述多孔吸水膜；和/或，所述多孔吸水膜与所述盖板、所述多孔吸水膜与所述底座均密封连接；和/或，所述氢气收集空间与所述集水空间的位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁映明，李成昌，张克功，郝小会，侯兴东，马德建，张畅，王金意，李睿，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：