一种光催化重整生物质及其衍生物制氢的半导体光催化剂及制备与应用制造技术

技术编号:8586333 阅读:192 留言:0更新日期:2013-04-17 23:45
本发明专利技术公开了一种光催化重整生物质及其衍生物制氢的半导体光催化剂及制备与应用,本发明专利技术涉及以量子点特殊物理、化学及表面性质为基础,采用CdSe量子点为载体,然后通过光驱动原位生长的方式将钴、镍或铁的盐或配合物组装到量子点表面,制备出了高活性重整生物质及其衍生物制氢的半导体光催化剂。本发明专利技术实现了廉价半导体光催化剂高效重整生物质及其衍生物制氢。更重要的是,本发明专利技术的方法反应高效、操作简单、廉价实用,无需煅烧等苛刻条件,也不需要铂、铑等贵金属材料为助催化剂,并且光反应中制备的催化剂可重复使用,为降低光催化制氢成本及提高催化效率提供了一条有效途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种光催化剂及其制备方法与应用,尤其是涉及ー种用于光催化重整生物质及其衍生物制氢的半导体光催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
能源是当今社会赖以生存和发展的基础,也是制约国民经济发展和衡量综合国力的指标,对国家安全的作用举足轻重,始终是世界各国优先发展的战略领域。目前,传统化石能源如煤炭、石油和天然气的利用效率低、环境污染严重以及逐渐匮乏将不能适应未来社会高效、清洁、经济、安全能源体系的要求。因此,能源发展正面临巨大的挑战和压力。同时,人类对全球性环境问题如气候变化和环境污染的关注使得未来能源生产与利用更加注重环境和生态效应。所以发展可再生能源将成为下个世纪的重要议题之一。氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为ー种举足轻重的二次能源。它是一种极为优越的新能源,其主要优点有燃烧热值高,每千克氢燃烧后的热量,约为汽油的3倍,酒精的3. 9倍,焦炭的4. 5倍。燃烧的产物是水,是世界上最干净的能源。资源丰富,氢气可以由水或生物质制取,而水和生物质是地球上最为丰富的资源,演义了自然物质循环利用、持续发展的经典过程。随着技术的不断发展,氢能的应用范围必将不断扩大,大力开发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光催化重整生物质及其衍生物制氢的半导体光催化剂,其特征在于,包括如下技术特征:该半导体光催化剂的原子组成比为CdAxSe;其中A为钴、镍或铁;0.02%≤x≤1.0%。

【技术特征摘要】
1.一种用于光催化重整生物质及其衍生物制氢的半导体光催化剂,其特征在于,包括如下技术特征 该半导体光催化剂的原子组成比为CdAxSe ; 其中A为钴、镍或铁;O. 02%≤X≤1.0%。2.一种根据权利要求1所述的用于光催化重整生物质及其衍生物制氢的半导体光催化剂的制备方法,包括如下步骤 1)在反应器中,加入水溶性CdSe量子点; 2)向反应器中加入钴、镍或铁的盐或配合物溶液,得到混合溶液A; 3)向上述混合溶液A中加入生物质及其衍生物的水溶液,得到混合溶液B; 4)调节混合溶液B的pH值为3 10,得到混合溶液C; 5)将惰性气体通入步骤4)的溶液C中,或者将上述反应器抽真空;在惰性气体或真空氛围中,用紫外光、可见光或紫外光和可见光的混合光束照射反应器,原位制得用于光催化制氢体系的半导体催化剂。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤I)中所述镉离子的浓度为IX 10_6mol/L I X 10_2mol/L ;所述镉离子浓度是指所有反应物均加入容器并定容后体系的镉离子浓度。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤2)中所述钴、镍或铁的盐或配合物溶液的整个反应体系浓度≤I X 10_6mol/L ; 所述钴的盐是齒化钴、硫酸钴、硝酸钴、碳酸钴、草酸钴、醋酸钴、磷酸钴或铬酸钴;所述钴的配合物是钴-氨配合物[Co (NH3)6]'钴-氰配合物[Co (CN)6]'钴-硫氰配合物[Co (SCN) 4] 2_、钴-羰基配合物[Co (CO) 4] _、钴-硝基配合物[Co (NO3) 4] 2_、钴_亚硝基配合物[Co(NO2)6]3-或钴-丁二酮肟配合物;其中,钴-丁二酮肟配合物具有如下结构式5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤3)所述生物质及其衍生物在整个反应体系中的浓度彡lX10_4mol/L或摩尔百分比彡0.01% ;所述生物质及其衍生物是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇、蔗糖、葡萄糖、L-脯氨酸或L-半胱氨酸。6.一种包含权利要求1所述的半导体光催化剂的光催化重整生物质及其衍生物制氢体系,其特征在于 包含如下成分 水溶性CdSe量子点; 钴、镍或铁的盐或配合物溶液; 生物质及其衍生物的水溶液; 所述体系的pH值为3 10 ; 所述体系在紫外光、可见光或紫外光和可见光的混合光束照射下反应。7.根据权利要求6所述的体系,其特征在于,所述镉离子的浓度为lX10_6mOl/L IX l(T2mol/L ;所述镉离子浓度为最终反应体系中的浓度。8.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴骊珠李治军李旭兵李嘉欣
申请(专利权)人:中国科学院理化技术研究所
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