一种氰化物修饰的单点氮化碳催化剂及光催化产氢的方法技术

技术编号:41362910 阅读:22 留言:0更新日期:2024-05-20 10:11
本发明专利技术公开了一种氰化物修饰的单点氮化碳光催化剂及光催化产氢的方法,该催化剂以氮化碳为载体,通过光化学合成方法,使金属和氮化碳在氰化物溶液中通过可见光照射后得到。催化过程中,利用局部配位环境调控策略,用氰化物预处理单点氮化碳,可调节中心金属原子的电子和几何结构,从而调整金属中心与反应物分子及中间体的结合能,实现其对光催化产氢活性的调控。本发明专利技术催化剂制备方法具有的操作简单、环保、成本低廉等特点,氰化物可以作为良好的配体精准调控催化剂金属位点(如:Ni、Co、Pd等)的电子结构,从而提高单点氮化碳光催化产氢活性。本发明专利技术催化剂具有普适性,金属配位环境调控策略为调控光催化产氢活性提供了新的思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光催化产氢,具体涉及一种氰化物修饰的单点氮化碳催化剂,以及该催化剂光催化产氢的方法。


技术介绍

1、光催化产氢是一种具有潜在应用前景的太阳能转化为化学能的绿色技术,是实现可再生能源利用的有效途径。原子分散位点的催化剂具有最大化原子利用率和可调节的配位构型的特点,通常表现出优异的催化活性,在光催化产氢领域引起了广泛的关注。然而,发展高效廉价的过渡金属催化剂非常具有挑战性,精准设计和调控催化剂表面活性位点电子态和配位结构是促进氢质子的吸附和活化的关键点。因此,迫切需要发展新的催化剂设计策略,精准调控催化剂的电子结构,从而有效提升过渡金属催化剂的活性。

2、通常,过渡金属化合物d轨道电子结构的状态对氢质子及其还原反应中间体的吸附与活化有着直接的影响。利用过渡金属d带中心,可以关联吸附分子在金属表面上的吸附能,并能简单预测催化活性。理论上,可通过调节催化剂中过渡金属的d带中心位置来调控反应物分子及中间体的结合能,从而调控催化反应效率。目前,研究者大多通过构建结构缺陷的方式实现过渡金属d带中心位置的优化。常见的策略有:掺杂、构建空位、单原子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氰化物修饰的单点氮化碳催化剂,其特征在于所述光催化剂由下述步骤制备得到:

2.根据权利要求1所述的氰化物修饰的单点氮化碳催化剂,其特征在于:步骤1中,将三聚氰胺在浓盐酸中搅拌40分钟后,离心、干燥,得到的固体在空气气氛下以8~12℃/分钟的升温速度加热至500℃,恒温煅烧4小时,研磨后的粉末状产物和氯化钾、氯化锂在无水无氧环境中混合研磨均匀,在惰性气氛下以4~6℃/分钟的升温速度加热至550℃,恒温煅烧4小时,所得产物经过水洗、干燥,得到氮化碳。

3.根据权利要求1或2所述的氰化物修饰的单点氮化碳催化剂,其特征在于:步骤1中,所述粉末状产物与氯化钾、氯化锂...

【技术特征摘要】

1.一种氰化物修饰的单点氮化碳催化剂,其特征在于所述光催化剂由下述步骤制备得到:

2.根据权利要求1所述的氰化物修饰的单点氮化碳催化剂,其特征在于:步骤1中,将三聚氰胺在浓盐酸中搅拌40分钟后,离心、干燥,得到的固体在空气气氛下以8~12℃/分钟的升温速度加热至500℃,恒温煅烧4小时,研磨后的粉末状产物和氯化钾、氯化锂在无水无氧环境中混合研磨均匀,在惰性气氛下以4~6℃/分钟的升温速度加热至550℃,恒温煅烧4小时,所得产物经过水洗、干燥,得到氮化碳。

3.根据权利要求1或2所述的氰化物修饰的单点氮化碳催化剂,其特征在于:步骤1中,所述粉末状产物与氯化钾、氯化锂的质量比为1:5~7:4~5。

4.根据权利要求1所述的氰化物修饰的单点氮化碳催化剂,其特征在于:步骤2中,将氮化碳均匀分散到氰化物中,然后加入金属盐水溶液,在80℃下搅拌8小时,所得产物经过离心后再分散到氰化物中,在λ>420nm的可见光下照射2.5小时,水洗、干燥,获得氰化物修饰的单点氮化碳催化剂。

5.一种光催化产氢的方法,其特征在于,将权利要求1所述的氰化物修饰的单点氮化碳催化剂到反应管中,加入三乙醇胺、去离子水,在惰性气氛下用可见光照射4~6小时。

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:顾泉毛雨露张薇张宇轩
申请(专利权)人:陕西师范大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 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。

1