【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源材料，尤其涉及一种含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂及制备方法与应用。
技术介绍
1、氢能源是清洁能源中备受关注的一种新能源。在众多的制氢方式中，氨硼烷催化制氢是极具潜力的方式，对探索氢能源的实际应用具有重要意义。与氨硼烷水解制氢相比，氨硼烷醇解过程不会产生副产物nh3，且产物的回收利用也十分便捷。然而，适用于氨硼烷醇解的廉价非贵金属氧化物催化剂仍然是限制其实际应用的瓶颈，迫切需要探索提升非贵金属氧化物催化剂性能的策略。
2、一方面，基于单一廉价金属的催化剂远远达不到贵金属催化剂的性能，因此，基于多金属组分的催化剂吸引了极大的关注。其中，z-型异质结在提升廉价金属氧化物催化剂性能方面表现出独特的优势。例如，金属组分之间的相互作用能够有效的调控其电子结构，特别是z-型异质结的能带结构导致其对可见光具有较好的响应，避免了大多数单一金属氧化物仅在紫外范围内响应的缺陷，从而能够更好的利用太阳光辅助其催化，在可见光辅助催化方面呈现出极大的潜力。另一方面，氧空位的形成也是调控金属氧化物电子结构的有效手段，在催化剂设计领域具有重要地位。然而，综合利用z型异质结对可见光响应的优势和氧空位的催化剂设计策略仍然未有报道。
3、因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂及制备方法与应用，旨在解决现有单一非贵金属氧化物催化剂在氨硼烷醇解产氢中性能不足
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的第一方面，提供一种含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂的制备方法，其中，包括步骤：
4、（1）将可溶性铜盐、可溶性镍盐、氟化铵、尿素和水（如去离子水）混合，搅拌至完全溶解，得到第一溶液；
5、（2）将所述第一溶液转移至水热反应釜中，进行水热反应，得到第二溶液；
6、（3）将所述第二溶液冷却后依次进行分离、浸洗和干燥，得到粉末；
7、（4）将所述粉末在保护气下进行焙烧，得到含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂。
8、本专利技术主要目的在于克服单一非贵金属氧化物催化剂在氨硼烷醇解产氢中性能不足的问题，主要创新之处在于首次联合缺陷工程和界面工程，将氧空位缺陷引入z型异质结，创制了含氧空位的氧化铜-氧化镍z型异质结催化剂，明显提升了非贵金属氧化物催化剂催化氨硼烷醇解产氢的活性，得到了一种具有较高实用价值的非贵金属催化剂。
9、换句话说，本专利技术首次提出构造含氧空位的氧化铜-氧化镍z型异质结催化剂，通过界面效应和氧空位效应的协同作用提升催化剂的性能，特别是可见光辅助条件下的催化性能，并应用于可见光辅助氨硼烷醇解制氢。
10、本专利技术该催化剂在催化氨硼烷醇解制氢中表现出优良的催化活性；在室温条件，可见光辅助催化氨硼烷醇解的产氢速率高达29 molh2 molcat.-1 min-1，且催化剂循环使用寿命长，可以使用15次以上。在很大程度上解决了单一廉价金属氧化物催化氨硼烷醇解产氢活性较低的问题。
11、本专利技术含氧空位的氧化铜-氧化镍z型异质结催化剂的制备工艺简单、耗时较短、原料成本低、适合大规模工业化生产和应用，可应用于低温条件下的氨硼烷制氢气场景，有利于氨硼烷催化产氢的工业应用。
12、本专利技术可对cu/ni金属的比例进行灵活调配，制备得到不同配比的富含氧空位的氧化铜-氧化镍z型异质结催化剂。
13、优选地，所述可溶性铜盐选自醋酸铜、硫酸铜、硝酸铜、含有结晶水的醋酸铜、含有结晶水的硫酸铜、含有结晶水的硝酸铜中的一种或多种。
14、优选地，所述可溶性镍盐选自醋酸镍、碳酸镍、硝酸镍、含有结晶水的醋酸镍、含有结晶水的碳酸镍、含有结晶水的硝酸镍中的一种或多种。
15、优选地，所述可溶性铜盐与可溶性镍盐的摩尔比为3:1、1:1或1:3。
16、更优选地，所述可溶性铜盐与可溶性镍盐的摩尔比为1:1。
17、本专利技术联合z型异质结和氧空位缺陷使得催化剂具有优异的催化活性，经过筛选发现cu和ni的摩尔比为1:1的催化剂（记作vo-cu0.5ni0.5o）的活性最好。在可见光照射条件下，该催化剂在室温催化氨硼烷醇解的产氢速率高达29 molh2 molcat.-1 min-1。
18、优选地，步骤（1）具体包括：向80 ml去离子水中加入2 mmol醋酸铜、2 mmol醋酸镍、5 mmol氟化铵和12 mmol尿素，磁力搅拌10分钟至完全溶解，得到所述第一溶液。
19、优选地，步骤（2）中，所述水热反应的条件：在140 °c下，恒温保持5 h。
20、优选地，步骤（3）具体包括：将所述第二溶液自然冷却后用布氏漏斗抽滤分离，再用无水乙醇和蒸馏水分别浸洗3次，得到滤饼，随后将滤饼置于恒温干燥箱中，在150 ℃条件下恒温干燥3 h，得到所述粉末。
21、优选地，步骤（4）具体包括：以氮气为保护气，将所述粉末在400 ℃条件下焙烧2h，得到所述含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂。
22、本专利技术的第二方面，提供一种含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂，其中，采用本专利技术所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂的制备方法制备得到。
23、本专利技术的第三方面，提供一种本专利技术所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂在催化氨硼烷醇解制氢催化反应中的应用。
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1.一种含氧空位的氧化铜-氧化镍Z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍Z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性铜盐选自醋酸铜、硫酸铜、硝酸铜、含有结晶水的醋酸铜、含有结晶水的硫酸铜、含有结晶水的硝酸铜中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍Z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐选自醋酸镍、碳酸镍、硝酸镍、含有结晶水的醋酸镍、含有结晶水的碳酸镍、含有结晶水的硝酸镍中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍Z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性铜盐与可溶性镍盐的摩尔比为3:1、1:1或1:3。
5.根据权利要求1所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍Z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）具体包括：向80 mL去离子水中加入2 mmol醋酸铜、2 mmol醋酸镍、5mmol氟化铵和12 mmol尿素，磁力搅拌10分钟至完全溶解，得到所述第一溶液。
6.根据权利要求1
7.根据权利要求1所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍Z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）具体包括：将所述第二溶液自然冷却后用布氏漏斗抽滤分离，再用无水乙醇和蒸馏水分别浸洗3次，得到滤饼，随后将滤饼置于恒温干燥箱中，在150 ℃条件下恒温干燥3 h，得到所述粉末。
8.根据权利要求1所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍Z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）具体包括：以氮气为保护气，将所述粉末在400 ℃条件下焙烧2 h，得到所述含氧空位的氧化铜-氧化镍Z-型异质结催化剂。
9.一种含氧空位的氧化铜-氧化镍Z-型异质结催化剂，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍Z-型异质结催化剂的制备方法制备得到。
10.一种权利要求9所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍Z-型异质结催化剂在催化氨硼烷醇解制氢催化反应中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性铜盐选自醋酸铜、硫酸铜、硝酸铜、含有结晶水的醋酸铜、含有结晶水的硫酸铜、含有结晶水的硝酸铜中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐选自醋酸镍、碳酸镍、硝酸镍、含有结晶水的醋酸镍、含有结晶水的碳酸镍、含有结晶水的硝酸镍中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，所述可溶性铜盐与可溶性镍盐的摩尔比为3:1、1:1或1:3。
5.根据权利要求1所述的含氧空位的氧化铜-氧化镍z-型异质结催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）具体包括：向80 ml去离子水中加入2 mmol醋酸铜、2 mmol醋酸镍、5mmol氟化铵和12 mmol尿素，磁力搅拌10分钟至完全溶解，得到所述第一溶液。
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