T12)經(jīng)X射線衍射儀(XRD)檢測為純相的T12，經(jīng)透射電子顯微鏡(TEM)表征粒徑為10?20納米的T12納米晶
[0034](9)將步驟(8)中的產(chǎn)物混合形成均勻懸濁液(純相二氧化鈦納米晶0.1克、90毫升水、10毫升質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%的三乙醇胺)和步驟(5)中的產(chǎn)物混合形成均勻懸濁液，磷化銅0.1克、90毫升水、10毫升質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%的三乙醇胺)分別經(jīng)北京泊菲萊光產(chǎn)氫系統(tǒng)測試和日本島津GC-81型色譜儀檢測。本發(fā)明制備的純二氧化鈦(T12)納米晶催化光解水產(chǎn)氫速率為0.74mmolh 'g S純相磷化銅(Cu3P)納米晶催化光解水產(chǎn)氫速率為0.05mmoI h 4 、
[0035]實(shí)施例2
[0036]步驟⑴?⑶同實(shí)施例1，將步驟⑶中的產(chǎn)物(純相二氧化鈦(T12)納米晶和步驟(5)中的產(chǎn)物(純相磷化銅(Cu3P)質(zhì)量比為(二氧化鈦的質(zhì)量:磷化銅的質(zhì)量=100:0.125)，于研缽中研磨45分鐘混合均勻即得到樣品0.125wt% Cu3P/Ti02^_ 0.1克該催化劑、90毫升水、10毫升質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%的三乙醇胺混合形成均勻懸濁液，經(jīng)北京泊菲萊光產(chǎn)氫系統(tǒng)測試和日本島津GC-81型色譜儀檢測。本發(fā)明制備的光催化分解水劑的催化光解水速率為7.149mmolh 'g \比單純的二氧化鈦產(chǎn)氫速率0.74mmol h 'g 1有了顯著提高，提高效果超過了 9倍。
[0037]實(shí)施例3
[0038]步驟⑴?⑶同實(shí)施例1，將步驟⑶中的產(chǎn)物(純相二氧化鈦(T12)納米晶和步驟(5)中的產(chǎn)物(純相磷化銅(Cu3P)質(zhì)量比為(二氧化鈦的質(zhì)量:磷化銅的質(zhì)量=100:0.5)，于研缽中研磨45分鐘混合均勻即得到樣品0.5wt% Cu3P/Ti02^_ 0.1克該催化劑、90毫升水、10毫升質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%的三乙醇胺混合形成均勻懸濁液，經(jīng)北京泊菲萊光產(chǎn)氫系統(tǒng)測試和日本島津GC-81型色譜儀檢測。本發(fā)明制備的光催化分解水劑的催化光解水速率為7.939mmolh 'g \比單純的二氧化鈦產(chǎn)氫速率0.74mmol h 'g 1有了顯著提高，提高效果超過了 10倍。
[0039]實(shí)施例4
[0040]步驟⑴?⑶同實(shí)施例1，將步驟⑶中的產(chǎn)物(純相二氧化鈦(T12)納米晶和步驟(5)中的產(chǎn)物(純相磷化銅(Cu3P)質(zhì)量比為(二氧化鈦的質(zhì)量:磷化銅的質(zhì)量=100:I)，于研缽中研磨45分鐘混合均勻即得到樣品lwt% Cu3P/Ti02j_ 0.1克該催化劑、90毫升水、10毫升質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%的三乙醇胺混合形成均勻懸濁液，經(jīng)北京泊菲萊光產(chǎn)氫系統(tǒng)測試和日本島津GC-81型色譜儀檢測。本發(fā)明制備的光催化分解水劑的催化光解水速率為7.698mmolh:g \比單純的二氧化鈦產(chǎn)氫速率0.74mmol h 4 1有了顯著提高，提高效果超過了 10倍。
[0041]實(shí)施例5
[0042]步驟⑴?⑶同實(shí)施例1，將步驟⑶中的產(chǎn)物(純相二氧化鈦(T12)納米晶和步驟(5)中的產(chǎn)物(磷化銅(純相Cu3P)質(zhì)量比為(二氧化鈦的質(zhì)量:磷化銅的質(zhì)量=100:2)，于研缽中研磨45分鐘混合均勻即得到樣品2wt% Cu3P/Ti02j_ 0.1克該催化劑與90毫升水和10毫升質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%的三乙醇胺混合形成均勻懸濁液，經(jīng)北京泊菲萊光產(chǎn)氫系統(tǒng)測試和日本島津GC-81型色譜儀檢測。本發(fā)明制備的光催化分解水劑的催化光解水速率為6.673mmolh 'g \比單純的二氧化鈦產(chǎn)氫速率0.74mmol h 'g 1有了顯著提高，提高效果超過了 9倍。
[0043]實(shí)施例6
[0044]步驟⑴?⑶同實(shí)施例1，將步驟⑶中的產(chǎn)物(純相二氧化鈦(T12)納米晶和步驟(5)中的產(chǎn)物(純相磷化銅(Cu3P)質(zhì)量比為(二氧化鈦的質(zhì)量:磷化銅的質(zhì)量=100:5)，于研缽中研磨45分鐘混合均勻即得到樣品5wt% Cu3P/Ti02j_ 0.1克該催化劑與90毫升水和10毫升質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%的三乙醇胺混合形成均勻懸濁液，經(jīng)北京泊菲萊光產(chǎn)氫系統(tǒng)測試和日本島津GC-81型色譜儀檢測。本發(fā)明制備的光催化分解水劑的催化光解水速率為5.354mmolh 'g \比單純的二氧化鈦產(chǎn)氫速率0.74mmol h 'g 1有了顯著提高，提高效果超過了 7倍。
[0045]綜上制備實(shí)例，我們得出如下進(jìn)一步結(jié)論:
[0046](I) 二氧化鈦和磷化銅的質(zhì)量比有個(gè)最優(yōu)值范圍，即二氧化鈦的質(zhì)量:磷化銅的質(zhì)量=100:0.125 ?5 ;
[0047](2)磷化銅的純度和二氧化鈦納米晶的形貌對(duì)該催化劑的性能具有重要影響；
[0048](3)犧牲劑三乙醇胺的加入對(duì)光催化分解水性能起到良好的協(xié)同作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效光催化分解水產(chǎn)氫催化劑的制備方法，其步驟如下: (1)取硝酸銅固體顆粒于反應(yīng)容器中攪拌10?50分鐘使其溶解完全，繼續(xù)攪拌下加入0.2?0.6摩爾每升的氫氧化鈉溶液50?100毫升，硝酸銅與氫氧化鈉的摩爾用量比為1:2?5，再繼續(xù)攪拌2?5小時(shí)得到懸濁液； (2)將步驟(I)得到的懸濁液用去離子水洗滌離心3?5次，再用乙醇洗滌離心I?3次，棄上清液后干燥； (3)將步驟(2)得到的干燥產(chǎn)物與次亞磷酸鈉固體粉末按質(zhì)量比1:5?10的比例混合后研磨均勻； (4)將步驟(3)所得產(chǎn)物在氮?dú)?、氬氣或氮?dú)寤旌蠚獗Ｗo(hù)下焙燒； (5)將步驟(4)焙燒后產(chǎn)物用去離子水洗滌離心3?5遍，再用乙醇洗滌離心I?2遍，干燥后得磷化銅Cu3P; (6)將2.0?2.8克環(huán)氧乙烷與甲基環(huán)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毫升四氯化鈦溶液，最后再加入3?6毫升的濃氨水，在200?230攝氏度的油浴中反應(yīng)3?5小時(shí)； (7)向步驟(6)中的混合液中加入50?80毫升的丙酮，然后丙酮洗滌離心4?6遍，再在80?100攝氏度條件下干燥10?15小時(shí)； (8)將步驟(7)中的干燥產(chǎn)物進(jìn)行焙燒，得銳鈦礦二氧化鈦納米晶； (9)將步驟⑶中的產(chǎn)物和步驟(5)中的產(chǎn)物以質(zhì)量比100:0.1?15的比例混后研磨均勻即得到高效光催化分解水產(chǎn)氫催化劑。2.如權(quán)利要求1所述的一種高效光催化產(chǎn)氫分解水催化劑的制備方法，其特征在于:步驟⑵是在80?100攝氏度條件下干燥10?15小時(shí)。3.如權(quán)利要求1所述的一種高效光催化分解水產(chǎn)氫催化劑的制備方法，其特征在于:步驟⑷是在300?350攝氏度條件下焙燒I?2小時(shí)。4.如權(quán)利要求1所述的一種高效光催化分解水產(chǎn)氫催化劑的制備方法，其特征在于:步驟⑶是在450?650攝氏度條件下焙燒2?5小時(shí)。5.如權(quán)利要求1所述的一種高效光催化分解水產(chǎn)氫催化劑的制備方法，其特征在于:步驟(9)的研磨時(shí)間為45分鐘?60分鐘。6.如權(quán)利要求1所述的一種高效光催化分解水產(chǎn)氫催化劑的制備方法，其特征在于:步驟(9)中二氧化鈦和磷化銅的質(zhì)量比為100:0.125?5。7.一種高效光催化分解水產(chǎn)氫催化劑，其特征在于:是由權(quán)利要求1?6任何一項(xiàng)所述的方法制備得到。
【專利摘要】一種磷化銅與二氧化鈦納米晶復(fù)合型光催化分解水產(chǎn)氫催化劑及其制備方法，屬于納米催化劑技術(shù)領(lǐng)域。其是由硝酸銅制備成氫氧化銅，氫氧化銅再與次亞磷酸鈉在一定溫度和氮?dú)獗Ｗo(hù)下焙燒，然后將產(chǎn)物洗滌、離心、干燥得產(chǎn)物磷化銅；磷化銅再與銳鈦礦二氧化鈦納米晶混合研磨均勻制備得到。本發(fā)明可以使光催化分解水產(chǎn)氫反應(yīng)速率由純二氧化鈦的0.74mmol？h-1g-1提高到7.94mmol？h-1g-1，提高了超過10倍。因此本發(fā)明是一種具有解決能源危機(jī)潛在工業(yè)應(yīng)用性，并且是一種生產(chǎn)環(huán)保新型能源的新技術(shù)手段。
【IPC分類】B01J27/18, C01B3/04
【公開號(hào)】CN105148956
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510633425
【發(fā)明人】張宗弢, 岳新政, 王潤偉, 易莎莎
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日