复合型半导体光催化剂、其制备方法、含该催化剂的光催化体系及制备氢气的方法技术

技术编号:8674110 阅读:217 留言:0更新日期:2013-05-08 13:05
本发明专利技术公开了一种复合型半导体光催化剂、其制备方法、含该催化剂的光催化体系及制备氢气的方法。以TiO2为载体,通过量子点表面的巯基丙酸将量子点吸附在TiO2表面,然后在生物质衍生物存在下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,制备出复合型半导体光催化剂,同时重整生物质衍生物并产生氢气。本发明专利技术简单快捷实现了由CdTe、CdSe或CdS敏化TiO2,并在可见光驱动下制备高效复合半导体催化剂,同时重整生物质衍生物并制备氢气。本发明专利技术的催化剂的制备无需模板或引发剂,高效、稳定且廉价,且制得的催化剂无需进一步分离提纯。本方法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。本发明专利技术的方法反应高效、操作简单、廉价实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及催化
,尤其是涉及一种。
技术介绍
能源是人类生存和发展的重要物质基础,也是人类从事各种经济活动的原动力和社会经济发展水平的重要标志。目前人类赖以生存和发展的能源主要来自于石油、天然气。一方面,始于20世纪70年代的石油危机使人们逐渐认识到化石能源的不可再生性,尤其是油气资源,在可预见的将来,将会面临开采枯竭,濒临枯竭前将有剧烈的价格波动;因此,必须加速开发新型能源。另一方面,化石能源的大量开采和应用也导致了人类自身生存环境的恶化,体现在污染物的排放导致生态破坏,对人类健康造成了极大的威胁;全球气候的变化已经开始对人类的生存与发展产生明显的影响。基于以上原因,新的能源变革逐渐受到可持续发展思想的影响,并开始以可持续发展为主题,即从石油、天然气为主的能源系统转向以可再生能源为基础的可持续发展的和环境友好的能源系统,即氢能经济系统。氢位于元素周期表之首,它的原子序数为1,在常温常压下为气态,在超低温高压下又可成为液态。作为能源,氢有以下特点:(I)所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,因此在能源工业中氢是极好的传热载体。(2)氢是自然界存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型半导体光催化剂,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为TiO2?CdAxTe、TiO2?CdAxSe或者TiO2?CdAxS;其中A为钴、镍或铁中的一种或两种以上元素;0.02%≤x≤1.0%。

【技术特征摘要】
1.一种复合型半导体光催化剂,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为TiO2-CdAxTe、TiO2-CdAxSe或者TiO2-CdAxS ; 其中A为钴、镍或铁中的一种或两种以上元素;0.02%≤χ≤1.0%。2.按权利要求1所述的复合型半导体光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:以TiO2为载体,通过量子点表面的巯基丙酸将量子点吸附在TiO2表面,然后在生物质衍生物存在下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,制备出复合型半导体光催化剂。3.根据权利要求2所述的复合型半导体光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: 1)在反应器中,加入CdTe 量子点、CdSe量子点或CdS量子点,以及TiO2,调节pH≥7; 2)离心,去掉上层清液,保留沉淀物; 3)向沉淀物中加入下列物质中的一种或两种以上混合物:钴的盐、钴的配合物、镍的盐、镍的配合物、铁的盐、铁的配合物溶液,再向沉淀物中加入生物质衍生物的水溶液,调节pH ≥7 ; 4)在惰性气体或真空氛围中,用紫外和/或可见光照射反应器,制得复合型半导体光催化剂; 其中,所述生物质衍生物为三乙醇胺、三乙胺、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇、葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖或甘露糖。4.根据权利要求3所述的复合型半导体光催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中,向沉淀物中加入生物质衍生物的水溶液后,调节pH ≥ 11。5.根据权利要求3所述的复合型半导体光催化剂的制备方法,其特征在于,所述CdTe量子点、CdSe量子点、或CdS量子点的平均粒径尺寸为2 5nm ;镉离子的浓度为I X 10 6mol/L I X 10 2mol/L。6.根据权利要求3所述的复合型半导体光催化剂的制备方法,其特征在于,所述TiO2为 P-25 型 TiO2。7.根据权利要求3所述的复合型半导体光催化剂的制备方法,其特征在于,所述TiO2用量为TiO2用量:镉离子浓度为Img: lX10_8mol/L lX10_2mol/L,以保证量子点与TiO2完全吸附。8.根据权利要求3所述的复合型半导体光催化剂的制备方法,其特征在于,所述离心是在离心转速≥4000r/min条件下离心lOmin。9.根据权利要求3所述的复合型半导体光催化剂的制备方法,其特征在于,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]4—、钴-硫氰配合物[Co (SCN)4]'钴-羰...

【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:

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