CN110124734A - 一种含氮聚合物修饰二氧化钛制备光解水制氢催化剂的方法 - Google Patents
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Abstract
一种含氮聚合物修饰二氧化钛制备光解水制氢催化剂的方法，属于光催化领域，通过在具有锐钛矿的二氧化钛表面原位的生长高含氮量的新型共价有机聚合物COPHM即将锐钛矿型二氧化钛、八水合环己六酮以及三聚氰胺按照一定比例在研钵中混合并研磨混合均匀；随后将研磨后的混合物加入到冰醋酸中保持温度20‑70℃搅拌至少半小时；将搅拌后的悬浊液冷冻干燥去除冰醋酸，并将冷冻干燥后的粉末在氩气保护下进行煅烧获得了一系列由共价有机聚合物修饰的具有核壳结构的高效光催化剂，实现了高效光催化水裂解制氢，对于实现清洁能源高效生产有重大意义。
Description
技术领域
本发明属于光催化领域，涉及一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛制备光解水制氢催化剂的方法；具体适用于高效光催化水裂解制氢应用。
背景技术
随着全球化和工业化的加速发展，环境污染和能源短缺等一系列严峻的问题显现出来并且吸引了大量的关注。太阳能作为一种丰富、清洁、可再生的能源展现出了替代化石能源的潜在可能。然而，由于太阳能分布较为分散，能量密度低，且不稳定，这些问题阻碍了太阳能成为能源体系的核心。目前光伏产业已经成为了太阳能应用的主要方式，但是太阳能产生的电能电压不稳定，难以直接并网，被居民使用。使用太阳能光解水制氢很好的解决了上述问题。通过光解水，太阳能转换成能量密度大，可存储的氢能，为后续的能源使用提供了极大的便利。
自从Fujishima和Honda发现二氧化钛能够在光照作用下进行水裂解反应，这一反应被认为是一种前景光明的应用未开发但广泛存在的阳光或室内照明的方法，大量的研究集中在二氧化钛光催化上。二氧化钛由于价格低廉和卓越的在光辐射下产生电子-空穴对的能力而成为了一种使用最广泛的光催化剂。但是，因为二氧化钛带隙宽度高达3-3.2eV，二氧化钛对于高效的光催化产氢并不理想。此外，糟糕的可见光吸收能力导致了只有太阳辐射中不到5％的能量能被二氧化钛利用。
为了降低二氧化钛的带隙，从而提高光生电子-空穴对的产生效率，人们对二氧化钛修饰改性投入了大量的精力。例如：1、掺杂其他元素，如硼、氮、碳以及硫等非金属元素；2、将二氧化钛与其他金属，如铂、金等进行复合，或者与其他半导体，如氧化镍、钛酸镍、氧化铁、氧化钨以及硫化镉等进行复合；3、在二氧化钛表面添加量子点或者染料以获得更好的光敏性能。在各种各样的材料中，石墨烯、碳纳米管等碳材料在修饰二氧化钛这一方面展示出大量优越性，比如价格低、来源广、性质稳定、导电性高等。其中，尤其是具有类石墨烯结构并且有各种掺杂元素的有机共价聚合物在调节带隙、拓宽吸收波长上展现出了巨大的潜力。
因此，本发明提出了一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛制备光解水制氢催化剂的方法。通过在具有锐钛矿的二氧化钛表面原位的生长高含氮量的新型共价有机聚合物COPHM，获得了一系列由共价有机聚合物修饰的具有核壳结构的高效光催化剂，旨在实现了高效光能转换。
发明内容
本发明针对上述存在的问题，提供了一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛制备光解水制氢催化剂的方法。
本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现:
本发明提出了一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛催化剂的制备方法。通过在具有锐钛矿的二氧化钛表面原位的生长高含氮量的新型共价有机聚合物COPHM，获得了一系列由共价有机聚合物修饰的具有核壳结构的高效光催化剂，旨在实现了高效光能转换。其特征在于，包括以下步骤：
将锐钛矿型二氧化钛、八水合环己六酮以及三聚氰胺按照一定比例在研钵中混合并研磨混合均匀；随后将研磨后的混合物加入到冰醋酸中保持温度20-70℃优选为35℃搅拌至少半小时；将搅拌后的悬浊液冷冻干燥去除冰醋酸，并将冷冻干燥后的粉末在氩气保护下进行煅烧获得有机共价聚合物修饰二氧化钛复合材料，即TiO2@COPHM。
进一步优选八水合环己六酮与三聚氰胺的质量比为1:1，锐钛矿型二氧化钛与八水合环己六酮的质量比为1000:(0.1-15)，进一步优选为1000:(0.1-10)。
所述的煅烧优选：以1-10℃每分钟优选5℃每分钟的升温速率加热到400-800℃优选600℃，保温时间0.5h-3h。
本发明所得催化剂用于光解水制氢，所用的光为太阳光、可见光等中的一种或几种。
上述光解水制氢的方法：将本发明的光催化剂分散至甲醇水溶液中，其中的甲醇作为提供电子的牺牲剂，加入氯铂酸超声搅拌均匀，进行光照反应，进行铂共催化剂的光沉积，铂共催化剂的光解水制氢催化剂继续光照产氢，优选其中氯铂酸中的铂占本发明的光催化剂的质量百分为1％。
本发明有益效果如下：
本发明提出了一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛制备光解水制氢催化剂的方法。通过在具有锐钛矿的二氧化钛表面原位的生长高含氮量的新型共价有机聚合物COPHM，获得了一系列由共价有机聚合物修饰的具有核壳结构的高效光催化剂。
本发明提出了一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛制备光解水制氢催化剂的方法。所制备催化剂在模拟太阳光照下产氢速率可达162.7μmol h-1，约为未修饰二氧化钛的三倍。
本发明提出了一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛制备光解水制氢催化剂的方法。所制备催化剂在可见光下产氢速率可达51.3μmol h-1，未修饰二氧化钛没有产氢性能，有效的利用了二氧化钛无法利用的光能。
本发明提出了一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛制备光解水制氢催化剂的方法。所制备催化剂在经过五次反应循环之后催化性能基本不变，保持性能良好。
附图说明
图1催化剂制备示意图
图2未修饰TiO2(a)，TiO2@COPHM-0.1(b)，TiO2@COPHM-1(c)和TiO2@COPHM-10(d)的SEM图像。
图3本发明实例制得共价有机聚合物修饰二氧化钛催化剂紫外-可见光吸收光谱。
图4本发明实例制得共价有机聚合物修饰二氧化钛催化剂在模拟太阳光下光解水性能。
图5本发明实例制得共价有机聚合物修饰二氧化钛催化剂在可见光下光解水性能。
图6 TiO2@COPHM-1循环催化稳定性性能。
其中所述的COPHM-600指的是不含有TiO2的空白样，其他条件同实施例1。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛制备光解水制氢催化剂的方法，用于提供由共价有机聚合物修饰的具有核壳结构的高效光催化剂，实现了高效光催化水裂解制氢，对于实现清洁能源高效生产有重大意义。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，列出以下实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
1、将1g锐钛矿型二氧化钛、1mg八水合环己六酮以及1mg三聚氰胺在研钵中混合并研磨一小时。
2、随后将研磨后的混合物加入到冰醋酸中保持温度为35℃搅拌一小时。将搅拌后的悬浊液冷冻干燥。
3、将冷冻干燥后的粉末在氩气保护下以5℃每分钟的升温速率加热到600℃，保温一小时后获得TiO2@COPHM-1。
实施例2
1、将1g锐钛矿型二氧化钛、0.1mg八水合环己六酮以及0.1mg三聚氰胺在研钵中混合并研磨一小时。
2、随后将研磨后的混合物加入到冰醋酸中保持温度为35℃搅拌一小时。将搅拌后的悬浊液冷冻干燥。
3、将冷冻干燥后的粉末在氩气保护下以5℃每分钟的升温速率加热到600℃，保温一小时后获得TiO2@COPHM-0.1。
实施例3
1、将1g锐钛矿型二氧化钛、10mg八水合环己六酮以及10mg三聚氰胺在研钵中混合并研磨一小时。
2、随后将研磨后的混合物加入到冰醋酸中保持温度为35℃搅拌一小时。将搅拌后的悬浊液冷冻干燥。
3、将冷冻干燥后的粉末在氩气保护下以5℃每分钟的升温速率加热到600℃，保温一小时后获得TiO2@COPHM-10。
光解水制氢的方法：产氢实验在一个容积为145ml的派尔克斯玻璃瓶中进行，产氢实验在室温常压下进行。测试时将5mg光催化剂分散至80ml的10％甲醇水溶液中，其中的甲醇作为提供电子的牺牲剂。加入17μL氯铂酸超声搅拌三十分钟后，将溶液在通氮气二十分钟排除空气后，光照三十分钟，进行铂共催化剂的光沉积，获得含1％铂共催化剂的光解水制氢催化剂。向经过光沉积后的溶液中通入氮气二十分钟，排除反应瓶中空气后置于氙灯下进行模拟太阳光照下的光解水产氢实验。在氙灯上加入420nm波长的滤波片，滤除波长低于420nm的光，进行模拟可见光照射下的光解水产氢实验。氢气含量通过气相色谱分析，每隔三十分钟测试一次瓶内氢气含量。
Claims (8)
1.一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛催化剂的制备方法，其特征在于，通过在具有锐钛矿结构的二氧化钛表面原位的生长高含氮量的新型共价有机聚合物COPHM，获得了一系列由共价有机聚合物修饰的具有核壳结构的高效光催化剂，包括以下步骤：将锐钛矿型二氧化钛、八水合环己六酮以及三聚氰胺按照一定比例在研钵中混合并研磨混合均匀；随后将研磨后的混合物加入到冰醋酸中保持温度20-70℃搅拌至少半小时；将搅拌后的悬浊液冷冻干燥去除冰醋酸，并将冷冻干燥后的粉末在氩气保护下进行煅烧获得有机共价聚合物修饰二氧化钛复合材料，即TiO2@COPHM。
2.按照权利要求1所述的一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛催化剂的制备方法，其特征在于，在冰醋酸中反应温度为20-70℃，进一步优选为35℃。
3.按照权利要求1所述的一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛催化剂的制备方法，其特征在于，八水合环己六酮与三聚氰胺的质量比为1:1。
4.按照权利要求1所述的一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛催化剂的制备方法，其特征在于，锐钛矿型二氧化钛与八水合环己六酮的质量比为1000:(0.1-15)，进一步优选为1000:(0.1-10)。
5.按照权利要求1所述的一种通过含氮聚合物修饰二氧化钛催化剂的制备方法，其特征在于，煅烧：以1-10℃每分钟优选5℃每分钟的升温速率加热到400-800℃优选600℃，保温时间0.5h-3h。
6.按照权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的含氮聚合物修饰的二氧化钛催化剂。
7.按照权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的含氮聚合物修饰的二氧化钛催化剂的应用，用于光解水制氢，所用的光为太阳光、可见光等中的一种或几种。
8.按照权利要求7所述的应用，其特征在于，将所述的光催化剂分散至甲醇水溶液中，其中的甲醇作为提供电子的牺牲剂，加入氯铂酸超声搅拌均匀，进行光照反应，进行铂共催化剂的光沉积，铂共催化剂的光解水制氢催化剂继续光照产氢，优选其中氯铂酸中的铂占本发明的光催化剂的质量百分为1％。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114377723A (zh) * | 2022-01-22 | 2022-04-22 | 海南大学 | 一种二氧化钛及其可见光催化产氢 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040092396A1 (en) * | 1999-04-08 | 2004-05-13 | Affymetrix, Inc. | Porous silica substrates for polymer synthesis and assays |
| US20070060658A1 (en) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Diaz David D | Stabilization of organogels and hydrogels by azide-alkyne [3+2] cycloaddition |
| CN101732987A (zh) * | 2008-11-21 | 2010-06-16 | 中国石油大学(北京) | 一种光催化还原二氧化碳的方法 |
| US20110159605A1 (en) * | 2007-03-01 | 2011-06-30 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Surface Grafted Conjugated Polymers |
| CN104874412A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-09-02 | 浙江工商大学 | 一种光催化剂及其制备方法和在光解水制氢中的应用 |
| CN105170173A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-23 | 北京化工大学 | 一种钙钛矿材料/有机聚合物复合光催化剂、制备及应用 |
| CN108479841A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-09-04 | 天津大学 | 一种复合助催化剂修饰的氮化碳基光催化剂、其制备方法及用途 |
| CN109261211A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-01-25 | 福州大学 | 一种氮修饰共价三嗪有机聚合物可见光光催化剂及其制备与应用 |
-
2019
- 2019-05-10 CN CN201910389841.9A patent/CN110124734A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040092396A1 (en) * | 1999-04-08 | 2004-05-13 | Affymetrix, Inc. | Porous silica substrates for polymer synthesis and assays |
| US20070060658A1 (en) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Diaz David D | Stabilization of organogels and hydrogels by azide-alkyne [3+2] cycloaddition |
| US20110159605A1 (en) * | 2007-03-01 | 2011-06-30 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Surface Grafted Conjugated Polymers |
| CN101732987A (zh) * | 2008-11-21 | 2010-06-16 | 中国石油大学(北京) | 一种光催化还原二氧化碳的方法 |
| CN104874412A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-09-02 | 浙江工商大学 | 一种光催化剂及其制备方法和在光解水制氢中的应用 |
| CN104874412B (zh) * | 2015-05-07 | 2017-05-17 | 浙江工商大学 | 一种光催化剂及其制备方法和在光解水制氢中的应用 |
| CN105170173A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-23 | 北京化工大学 | 一种钙钛矿材料/有机聚合物复合光催化剂、制备及应用 |
| CN105170173B (zh) * | 2015-09-29 | 2017-10-13 | 北京化工大学 | 一种钙钛矿材料/有机聚合物复合光催化剂、制备及应用 |
| CN108479841A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-09-04 | 天津大学 | 一种复合助催化剂修饰的氮化碳基光催化剂、其制备方法及用途 |
| CN109261211A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-01-25 | 福州大学 | 一种氮修饰共价三嗪有机聚合物可见光光催化剂及其制备与应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ZHUOHANG ZHOU等: ""N-rich covalent organic polymer in situ modified TiO2 for highly efficient photocatalytic hydrogen evolution"", 《SCIENCE BULLETIN》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114377723A (zh) * | 2022-01-22 | 2022-04-22 | 海南大学 | 一种二氧化钛及其可见光催化产氢 |
| CN114377723B (zh) * | 2022-01-22 | 2022-12-13 | 海南大学 | 一种二氧化钛及其可见光催化产氢 |
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