一种高效光催化分解水产氢催化剂及其制备方法

摘要

一种磷化铜与二氧化钛纳米晶复合型光催化分解水产氢催化剂及其制备方法，属于纳米催化剂技术领域。其是由硝酸铜制备成氢氧化铜，氢氧化铜再与次亚磷酸钠在一定温度和氮气保护下焙烧，然后将产物洗涤、离心、干燥得产物磷化铜；磷化铜再与锐钛矿二氧化钛纳米晶混合研磨均匀制备得到。本发明可以使光催化分解水产氢反应速率由纯二氧化钛的0.74mmol h^-1g^-1提高到7.94mmol h^-1g^-1，提高了超过10倍。因此本发明是一种具有解决能源危机潜在工业应用性，并且是一种生产环保新型能源的新技术手段。

主权项

一种高效光催化分解水产氢催化剂的制备方法，其步骤如下：(1)取硝酸铜固体颗粒于反应容器中搅拌10～50分钟使其溶解完全，继续搅拌下加入0.2～0.6摩尔每升的氢氧化钠溶液50～100毫升，硝酸铜与氢氧化钠的摩尔用量比为1：2～5，再继续搅拌2～5小时得到悬浊液；(2)将步骤(1)得到的悬浊液用去离子水洗涤离心3～5次，再用乙醇洗涤离心1～3次，弃上清液后干燥；(3)将步骤(2)得到的干燥产物与次亚磷酸钠固体粉末按质量比1：5～10的比例混合后研磨均匀；(4)将步骤(3)所得产物在氮气、氩气或氮氩混合气保护下焙烧；(5)将步骤(4)焙烧后产物用去离子水洗涤离心3～5遍，再用乙醇洗涤离心1～2遍，干燥后得磷化铜Cu3P；(6)将2.0～2.8克环氧乙烷与甲基环氧乙烷的嵌段聚合物P123加入到80～160毫升的二甘醇中，然后再加入3～6毫升四氯化钛溶液，最后再加入3～6毫升的浓氨水，在200～230摄氏度的油浴中反应3～5小时；(7)向步骤(6)中的混合液中加入50～80毫升的丙酮，然后丙酮洗涤离心4～6遍，再在80～100摄氏度条件下干燥10～15小时；(8)将步骤(7)中的干燥产物进行焙烧，得锐钛矿二氧化钛纳米晶；(9)将步骤(8)中的产物和步骤(5)中的产物以质量比100：0.1～15的比例混后研磨均匀即得到高效光催化分解水产氢催化剂。