【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光催化分解水的方法。更具体地，本专利技术涉及光催化分解水的方法，所述水形成至少一种中性盐的水溶液的一部分，其中该方法在高温下进行。
技术介绍
1、近年来，通过光催化方法储存太阳能并将其转化为化学能已成为缓解能源危机的一种有前景的策略，这使得光催化全分解水(photocatalytic overall water splitting,pows)反应在世界范围内受到越来越多的关注。在适当的光催化剂的帮助下，通过pows反应按化学计量从水中产生氧气和氢气，因此太阳能以氢气的形式储存，氢气是一种有吸引力的无碳排放化学燃料，具有143mj kg-1的高能量密度1-3。因此，人们开发了各种太阳能制氢(sth)转换方法，其中颗粒光催化系统显示出巨大的放大潜力，同时，与光伏电解(pv-e)或光电化学(pec)系统相比，这样的基于粉末的系统所需的设置更简单，资金(capital)成本更低4。然而，目前报道的pows系统的sth效率仍然远远落后于应用要求，这是由于所使用的半导体材料的光生电荷载流子的固有的缓慢产生但快速复合。qian等人开发了一种z方案pows系统，显示出1.1％的sth效率5，最近的研究将该值推高到5％左右6,7。尽管到目前为止已经取得了很大的进展，但颗粒pows系统的sth仍未达到美国能源部提出的10％的目标8。因此，迫切需要一些更有效地收集太阳能的新策略。
2、本专利技术是出于上述考虑而设计的。
技术实现思路
1、根据本专利技术的第一方面，提供了一种光催
2、a)使光催化剂与至少一种中性盐的水溶液接触；
3、其中步骤a)在应用波长为350-1000nm的光和200-400℃的温度下进行。
4、特别合适地，至少一种中性盐的水溶液是天然存在的，例如海水或盐湖水。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种光催化分解水的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种中性盐的水溶液的离子强度≥0.005mol L-1。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种中性盐的水溶液的离子强度≥0.1mol L-1。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种中性盐的水溶液的离子强度≥0.5mol L-1。
5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述水溶液中至少一种中性盐的浓度≥0.005mol L-1。
6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述水溶液中至少一种中性盐的浓度≥0.1mol L-1。
7.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述水溶液中至少一种中性盐的浓度≥0.5mol L-1。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一种中性盐是无机盐，任选地其中所述至少一种中性盐选自由NaCl、MgCl2、CaCl2、NaSO4和Na3PO4组成的组。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一种中性盐为NaCl。
1
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一种中性盐的水溶液是海水或盐湖水。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一种中性盐的水溶液的pH为6-9。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光催化剂是金属氧化物光催化剂、二维过渡金属二硫属化物光催化剂、氮氧化物钙钛矿光催化剂、金属氮化物光催化剂。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光催化剂是氮掺杂金属氧化物光催化剂(例如，氮掺杂二氧化钛)、二维过渡金属二硫属化物光催化剂、氮氧化物钙钛矿光催化剂或金属氮化物光催化剂。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述光催化剂是包含选自二氧化钛、五氧化二钽和氧化锌的金属氧化物的金属氧化物光催化剂，其中所述金属氧化物光催化剂任选包含0.05-5.0wt.％的至少一种过渡金属还原助催化剂。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述光催化剂是式MX2的二维过渡金属二硫属化物光催化剂，其中M是Mo或W，X是S、Se或Te，任选地其中所述二维过渡金属二硫属化物光催化剂包含0.05-5.0wt.％的至少一种过渡金属还原助催化剂。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中所述过渡金属还原助催化剂选自由Au、Ag、Ni、Pd、Pt、Co、Ir、Ru、Rh、Tc、Re和Os组成的组。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述光催化剂是(i)氮掺杂二氧化钛光催化剂，所述氮掺杂二氧化钛光催化剂包含0.05-5.0wt.％的至少一种过渡金属还原助催化剂，其中所述至少一种过渡金属还原助催化剂是Au；或(ii)二维过渡金属二硫属化物光催化剂，所述二维过渡金属二硫属化物光催化剂是厚度为0.4-0.9nm的MoS2(例如MoS2单层)，并包含0.05-5.0wt.％的至少一种过渡金属还原助催化剂，其中所述至少一种过渡金属还原助催化剂为Ru。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光催化剂负载在极性面金属氧化物载体上。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤a)在240-300℃的温度下进行。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤a)在250-290℃(例如255-285℃)的温度下进行。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤a)中波长为350-1000nm的光作为太阳能提供。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中太阳能在步骤a)期间既用作光源也用作热源，任选地其中在步骤a)期间使用太阳能聚光器来聚集太阳能。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光催化剂还包含磁性颗粒(例如磁性纳米颗粒)，并且步骤a)在施加外部磁场的情况下进行。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述磁性颗粒是平均粒径为2-20nm的顺磁性或超顺磁性Fe3O4纳米颗粒。
26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光催化剂以粉末、颗粒、小球、膜或固定床的形式提供。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种光催化分解水的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种中性盐的水溶液的离子强度≥0.005mol l-1。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种中性盐的水溶液的离子强度≥0.1mol l-1。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种中性盐的水溶液的离子强度≥0.5mol l-1。
5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述水溶液中至少一种中性盐的浓度≥0.005mol l-1。
6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述水溶液中至少一种中性盐的浓度≥0.1mol l-1。
7.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述水溶液中至少一种中性盐的浓度≥0.5mol l-1。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一种中性盐是无机盐，任选地其中所述至少一种中性盐选自由nacl、mgcl2、cacl2、naso4和na3po4组成的组。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一种中性盐为nacl。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一种中性盐的水溶液是天然存在的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一种中性盐的水溶液是海水或盐湖水。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一种中性盐的水溶液的ph为6-9。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光催化剂是金属氧化物光催化剂、二维过渡金属二硫属化物光催化剂、氮氧化物钙钛矿光催化剂、金属氮化物光催化剂。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光催化剂是氮掺杂金属氧化物光催化剂(例如，氮掺杂二氧化钛)、二维过渡金属二硫属化物光催化剂、氮氧化物钙钛矿光催化剂或金属氮化物光催化剂。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述光催化剂是包含选自二氧化钛、五氧化二钽和氧化锌的金属氧化物的金属氧化物光催化剂，其中所述金属氧化物光催化剂任选包含0.05-5.0wt.％的至少一种过渡金属还原助催...
【专利技术属性】
技术研发人员：李易扬，曾适之，
申请(专利权)人：牛津大学科技创新有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。