TW201313310A - 光觸媒、其製造方法、及將水轉換成氫的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種光觸媒其製造方法、及將水轉換成氫的方法及其製造方法。該光觸媒包含，一具有氮摻雜的二氧化鈦；以及，一金屬觸媒分佈於該具有氮摻雜的二氧化鈦上，其中該具有氮摻雜的二氧化鈦中氮原子跟鈦原子的數量(N/Ti)比係介於2到12，且該金屬觸媒之重量百分比係介於0.005-0.1wt%。

Description

光觸媒、其製造方法、及將水轉換成氫的方法
本發明係有關於一種光觸媒，且特別是有關於一種以具有氮摻雜的二氧化鈦為基材的光觸媒。
隨著科技與經濟的發展，在能源的使用上，如石油、天然氣、煤等均為污染性能源，其皆會導致環境的破壞日益嚴重。另外，這些污染性能源也面臨到短缺的問題，因此目前先進國家已開始著手積極發展無污染且可再生的能源。
特別是，應用再生能源來製氫，並利用所產生之氫氣來產生電力與純水，將是最為乾淨之能源利用。氫具有再生性，氫可由化學反應發出電能(或熱)並生成水，而水又可以由電解轉化為氫和氧，如此不停地循環。太陽能源是一種具有永不耗盡且無污染的能源，但是大部分的太陽能源皆未被充分利用。再加上，水是地球的主要資源，地球表面的70%以上被水覆蓋；即使在遠離海洋的內陸中，也有豐富的地表水和地下水。因此，如果能結合水與太陽能，以獲得氫氣，對於能源的發展與再利用將可提升至另一境界。
一般而言，目前分解水製氫的技術包括，利用太陽能配合生質物分解來製造氫氣，也能夠利用電能來電解水產氫。而太陽光能製氫方法主要有四種：太陽能電池結合水電解法、生物光化學製氫法、直接光催化將水分解製氫法及太陽能熱分解製氫法。
光觸媒具有吸收光線以激發電子之功能，因而具有光催化之性能。光觸媒材料經光線激發後，進而活化空氣中的水氣分子或氧氣分子形成氫氧自由基或負氧離子，進行氧化還原作用。以二氧化鈦(TiO2)作為光觸媒以進行光催化反應，肇始於1972年日本東京大學的Akira Fujishima和K.Honda教授所發表之光觸媒電極分解水以產生氫氣與氧氣之研究結果，從此開啟光觸媒電化學反應研究之大門。然而，到目前為止以二氧化鈦作為光觸媒的研究成果報告，在可見光範圍(＞420 nm)之反應，並未得到較佳的轉化效率(產量皆小於15 μmol/h‧0.5 g)。
為提高轉化效率，相關研究提出以硫化鎘與二氧化鈦製成CdS/TiO2觸媒。然而，由於硫化鎘屬於致癌物質，且對環境有毒害性，無法實現能源產生過程無污染的目的。
有鑑於此，目前亟需一種新穎的光觸媒，能夠提高能源轉化效率且對環境無毒害性，以節省能源生產成本及減緩日益嚴重的環境污染問題。
本發明提出一種光觸媒，包含：一具有氮摻雜的二氧化鈦；以及，一金屬觸媒分佈於該具有氮摻雜的二氧化鈦上。
本發明亦提供上述光觸媒的製造方法，例包含：將一烷醇鈦化合物溶於一溶劑中，得到一溶液；將一含氮化合物加入該溶液中，乾燥後得到一粉體；對該粉體進行一第一煅燒製程，得到一具有氮摻雜的二氧化鈦；將一含金屬鹽類之水溶液與該具有氮摻雜的二氧化鈦進行混合，乾燥後得到一混合物；以及，對該混合物進行一第二煅燒製程，得到該光觸媒。
根據本發明其他實施例，本發明提供一種將水轉換成氫的方法，包含將上述之光觸媒與一含犧牲試劑之水溶液混合，並在一可見光光源下進行反應，產生一氫氣。其中，該犧牲試劑可為甲醇、乙醇、丙酮、或其組合，而在該含犧牲試劑之水溶液中，該犧牲試劑所佔的含量可介於1-10vol%。此外，該可見光光源可為自然光源或人造光源，若為自然光源則可包含陽光；若為人造光源，則可為發光二極體、冷陰極管、螢光燈、或其組合。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本發明係揭露一種光觸媒，係將氨類化合物(例如：氨水、碳酸銨、或氯化氨)與二氧化鈦共同煅燒，讓氮原子能與鈦原子之間有新的鍵結，將氮摻雜進二氧化鈦內，改變二氧化鈦原有的性質，使其具有更好的光催化活性。
根據本發明一實施例，本發明所述之光觸媒，可包含：一具有氮摻雜的二氧化鈦；以及，一金屬觸媒分佈於該具有氮摻雜的二氧化鈦上。其中，該具有氮摻雜的二氧化鈦中氮原子跟鈦原子的數量(N/Ti)比係介於2到12，較佳係介於6到10，且該具有氮摻雜的二氧化鈦的粒徑係可於1-50 nm之間，例如約10 nm。
該金屬觸媒(以一含浸製程分佈於該具有氮摻雜的二氧化鈦上)，可以幫助電子傳導至其他地方，加速電子與電洞的分離，使其具有較多的電子-電洞對參與反應。值得注意的是，在該光觸媒中，若金屬觸媒之含量過低，則較不易捕捉光激發之電子，無法延遲二氧化鈦的電子-電洞對再結合速率，減少自由基的產生數量；相反的，金屬觸媒之含量若過高，則易造成金屬顆粒聚集而減少光觸媒表面的活性位置，且增加製造成本。基於上述，該金屬觸媒之含量控制是很重要的，會影響整個光觸媒的轉化效率。該金屬觸媒之重量百分比需介於0.005-0.1wt%，較佳係為0.05-0.075wt%，其中該重量百分比係以該具有氮摻雜的二氧化鈦的總重為基準。此外，該金屬觸媒可為鉑(Pt)、或鈀(Pd)。
根據本發明其他實施例，本發明亦提供一種光觸媒的製造方法，請參照第1圖，包含以下步驟：首先，將一烷醇鈦化合物溶於一溶劑中，得到一溶液(步驟11)，其中該烷醇鈦化合物包含四異丙氧基鈦(titanium isopropoxide)、四丁原鈦酸(tetrabutyl orthotitanate)、或其混合，而該溶劑可為水、醋酸、異丙醇、或其組合。接著，將一含氮化合物加入該溶液中，乾燥後得到一粉體(步驟11)，其中該含氮化合物可為氨水、尿素、碳酸氨、或氯化氨，而乾燥方式可例如以烘箱在一烘烤溫度下(例如85℃)烘乾12-96小時。接著，對該粉體進行一第一煅燒製程，得到一具有氮摻雜的二氧化鈦(步驟12)，其中該第一煅燒製程的溫度可介於300-500℃，而該具有氮摻雜的二氧化鈦中氮原子跟鈦原子的數量(N/Ti)比可介於2到12，較佳係介於6到10。接著，將一含金屬鹽類之水溶液與該具有氮摻雜的二氧化鈦進行混合，乾燥後得到一混合物(步驟13)，其中該金屬鹽類可為鉑或鈀的鹽類，例如氯鉑酸或氯化鈀，而乾燥方式可例如以烘箱在一烘烤溫度下(例如110℃)烘乾數小時。最後，對所得之混合物進行一第二煅燒製程(步驟14)，得到該光觸媒，其中該第二煅燒製程的溫度可介於150-250℃。所得之該光觸媒中之金屬觸媒含量可介於0.005-0.1wt%，較佳係為0.05-0.075wt%，其中該重量百分比係以該具有氮摻雜的二氧化鈦的總重為基準。
以下藉由下列實施例來說明本發明所述之光觸媒製造方式及其性質評估，用以進一步闡明本發明之技術特徵。
具有氮摻雜的二氧化鈦之製備 實施例1
首先在燒杯中裝入15 g的四丁原鈦酸(tetrabutyl orthotitanate)與100 ml的醋酸，再加入21.17 g的碳酸氨，充份攪拌。在一開始加入碳酸氨時，會呈現混濁不透光的白色溶液，再攪拌2 hr後會變為澄清透明的溶液。之後，將所得澄清透明溶液置入85℃烘箱中烘乾三天得到粉末。若所得粉未有較大的顆粒，可用研缽簡單地研磨成細緻的粉末。接著，將粉末置入400℃的煅燒爐中，煅燒2 hr，煅燒後即可得到具有氮摻雜的二氧化鈦(N-doped TiO2)，其中氮原子與鈦原子的比例(N/Ti)為10，粒徑約在10nm左右。請參照附件1，係為實施例1所得之具有氮摻雜的二氧化鈦的穿透式電子顯微鏡(TEM)光譜圖。
實施例2
以實施例1所述製備具有氮摻雜的二氧化鈦(N/Ti=10)的步驟進行，除了改變碳酸氨加入的量至4.23g，使所得之具有氮摻雜的二氧化鈦其氮原子與鈦原子的比例(N/Ti)降至2。
實施例3
以實施例1所述製備具有氮摻雜的二氧化鈦(N/Ti=10)的步驟進行，除了改變碳酸氨加入的量至8.45g，使所得之具有氮摻雜的二氧化鈦其氮原子與鈦原子的比例(N/Ti)降至4。
實施例4
以實施例1所述製備具有氮摻雜的二氧化鈦(N/Ti=10)的步驟進行，除了改變碳酸氨加入的量至12.7g，使所得之具有氮摻雜的二氧化鈦其氮原子與鈦原子的比例(N/Ti)降至6。
實施例5
以實施例1所述製備具有氮摻雜的二氧化鈦(N/Ti=10)的步驟進行，除了改變碳酸氨加入的量至16.9g，使所得之具有氮摻雜的二氧化鈦其氮原子與鈦原子的比例(N/Ti)降至8。
實施例6
以實施例1所述製備具有氮摻雜的二氧化鈦(N/Ti=10)的步驟進行，除了改變碳酸氨加入的量至25.4g，使所得之具有氮摻雜的二氧化鈦其氮原子與鈦原子的比例(N/Ti)升至12。
實施例7
以實施例4所述製備具有氮摻雜的二氧化鈦(N/Ti=6)的步驟進行，除了將所使用的氮來源由碳酸氨更改為氨水(ammonia)，並使所得之具有氮摻雜的二氧化鈦其氮原子與鈦原子的比例(N/Ti)維持為6。
實施例8
以實施例4所述製備具有氮摻雜的二氧化鈦(N/Ti=6)的步驟進行，除了將所使用的氮來源由碳酸氨更改為氯化氨，並使所得之具有氮摻雜的二氧化鈦其氮原子與鈦原子的比例(N/Ti)維持為6。
實施例9
以實施例4所述製備具有氮摻雜的二氧化鈦(N/Ti=6)的步驟進行，除了將所使用的氮來源由四丁原鈦酸更改為四異丙氧基鈦，並使所得之具有氮摻雜的二氧化鈦其氮原子與鈦原子的比例(N/Ti)維持為6。
實施例10
以實施例7所述製備具有氮摻雜的二氧化鈦(N/Ti=6)的步驟進行，除了將所使用的氮來源由四丁原鈦酸更改為四異丙氧基鈦，並使所得之具有氮摻雜的二氧化鈦其氮原子與鈦原子的比例(N/Ti)維持為6。
實施例11
以實施例8所述製備具有氮摻雜的二氧化鈦(N/Ti=6)的步驟進行，除了將所使用的氮來源由四丁原鈦酸更改為四異丙氧基鈦，並使所得之具有氮摻雜的二氧化鈦其氮原子與鈦原子的比例(N/Ti)維持為6。
比較實施例1
在燒杯中裝入15g的四丁原鈦酸(tetrabutyl orthotitanate)與100 ml的醋酸，不加入任何含氮化合物，充份攪拌。之後，將所得溶液置入85℃烘箱中烘乾三天得到粉末。若所得粉未有較大的顆粒，可用研缽簡單地研磨成細緻的粉末。接著，將粉末置入400℃的煅燒爐中，煅燒2 hr，煅燒後即可得到無氮摻雜的氧化鈦(pure TiO2)。
純氧化鈦與具有氮掺雜的二氧化鈦表面積測定
使用表面積測定儀(BET)，分別對實施例4所得之具有氮摻雜的二氧化鈦、及比較實施例1所得之氧化鈦進行樣品表面的總表面積及孔洞總體積測定，結果如表1所示。
由表1可知，具有氮摻雜的二氧化鈦(N-TiO2)其總表面積較純的二氧化鈦有大幅度的提昇，而觸媒的表面積越大，與反應物接觸的面積越多，可使觸媒的效率顯著的提升。
光觸媒(具有金屬觸媒之氮掺雜氧化鈦)之製備 實施例12-17
分別在不同燒杯中置入實施例1-6所製備的具有氮摻雜的二氧化鈦(3g)，並於每各燒杯內加入去離子水100 ml，攪拌均勻後逐滴滴入氯鉑酸溶液16.56 ml(由0.2405 g氯鉑酸配成1000 ml之溶液)，持續攪拌，進行一含浸製程。接著，加熱至水份完全蒸發，將燒杯置入110℃的烘箱內乾燥1 hr，得到一粉末。接著，分別將乾燥後的粉末以200℃煅燒2 hr，分別得到光觸媒(具有金屬觸媒之氮摻雜氧化鈦)(1)-(6)，其中該金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比係為0.05wt%(係以該具有氮摻雜的二氧化鈦的總重為基準)。請參照表2，係分別列出光觸媒(1)-(6)其氮及鈦的來源、N/Ti比、以及金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比。
實施例18-23
分別在不同燒杯中置入實施例4、及7-11所製備的具有氮摻雜的二氧化鈦(3g)，並於每各燒杯內加入去離子水100 ml，攪拌均勻後逐滴滴入氯鉑酸溶液9.93ml(由0.2405 g氯鉑酸配成1000 ml之溶液)，持續攪拌，進行一含浸製程。接著，加熱至水份完全蒸發，將燒杯置入110℃的烘箱內乾燥1 hr，得到一粉末。接著，分別將乾燥後的粉末以200℃煅燒2 hr，分別得到光觸媒(具有金屬觸媒之氮摻雜氧化鈦)(7)-(12)，其中該金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比係為0.03wt%(係以該具有氮摻雜的二氧化鈦的總重為基準)。請參照表2，係分別列出光觸媒(7)-(12)其氮及鈦的來源、N/Ti比、以及金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比。
實施例24
在燒杯中置入實施例3所製備的具有氮摻雜的二氧化鈦(3g)，並於燒杯內加入去離子水100ml，攪拌均勻後逐滴滴入硝酸鈀溶液1.8 ml(由0.43 g硝酸鈀配成1000 ml之溶液)，持續攪拌，進行一含浸製程。接著，加熱至水份完全蒸發，將燒杯置入110℃的烘箱內乾燥1 hr，得到一粉末。接著，將乾燥後的粉末以200℃煅燒2 hr，得到光觸媒(13)，其中該金屬觸媒鈀(Pd)之重量百分比係為0.05wt%(係以該具有氮摻雜的二氧化鈦的總重為基準)。請參照表2，係分別列出光觸媒(13)其氮及鈦的來源、N/Ti比、以及金屬觸媒鈀(Pd)之重量百分比。
實施例25
在燒杯中置入實施例3所製備的具有氮摻雜的二氧化鈦(3g)，並於燒杯內加入去離子水100 ml，攪拌均勻後逐滴滴入氯鉑酸溶液1.656 ml(由0.2405 g氯鉑酸配成1000 ml之溶液)，持續攪拌，進行一含浸製程。接著，加熱至水份完全蒸發，將燒杯置入110℃的烘箱內乾燥1 hr，得到一粉末。接著，將乾燥後的粉末以200℃煅燒2 hr，得到光觸媒(14)，其中該金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比係為0.005wt%(係以該具有氮摻雜的二氧化鈦的總重為基準)。請參照表2，係分別列出光觸媒(14)其氮及鈦的來源、N/Ti比、以及金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比。
實施例26
以實施例24所述製備光觸媒(14)的步驟進行，除了改變滴入的氯鉑酸溶液體積至24.84ml，得到光觸媒(15)，其中該金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比係為0.075wt%。請參照表2，係分別列出光觸媒(15)其氮及鈦的來源、N/Ti比、以及金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比。
實施例27
以實施例24所述製備光觸媒(14)的步驟進行，除了改變滴入的氯鉑酸溶液體積至33.12ml，得到光觸媒(16)，其中該金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比係為0.1wt%。請參照表2，係分別列出光觸媒(16)其氮及鈦的來源、N/Ti比、以及金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比。
比較實施例2
在燒杯中置入比較實施例1所製備的純氧化鈦(3g)，並於燒杯內加入去離子水100 ml，攪拌均勻後逐滴滴入氯鉑酸溶液9.93 ml(由0.2405 g氯鉑酸配成1000 ml之溶液)，持續攪拌，進行一含浸製程。接著，加熱至水份完全蒸發，將燒杯置入110℃的烘箱內乾燥1 hr，得到一粉末。接著，將乾燥後的粉末以200℃煅燒2 hr，得到光觸媒(17)，其中該金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比係為0.03wt%。請參照表2，係分別列出光觸媒(17)其氮及鈦的來源、N/Ti比、以及金屬觸媒鉑(Pt)之重量百分比。
光觸媒轉換效率評估
為了解本發明在不同製備條件下所得之光觸媒的效能，接著係對所得之光觸媒進行轉換效率的評估。評估方式為以400 W的高壓水銀燈作反應光源，並且使用鍍膜濾光片(UV cut/Pass filter)濾掉400 nm以下的波長(模擬陽光)，來確保實驗中探討的光源皆是在可見光區裡面。反應器的材質為Pyrex玻璃，反應時會裝有250 mL 10 vol%之甲醇水溶液(作為犧牲試劑)以及0.5 g的光觸媒，並以Ar氣作為承載氣體。每隔固定時間利用排水集氣法收集由反應器沖提出之承載氣體。以注射針抽取收集之氣體，注入氣相層析儀(Chromatography Personal GC 1000，填充分子篩-5A之填充管柱，長度3m)進行分析。
實施例28 含氮摻雜之二氧化鈦光觸媒與不含氮摻雜之二氧化鈦光觸媒的比較
分別將比較實施例1所得之氧化鈦、實施例5所得之具有氮摻雜的二氧化鈦、光觸媒(17)(不含氮、0.03 wt%Pt/TiO2)、與光觸媒(7)(0.03 wt% Pt/N-TiO2、N/Ti=6)進行上述光觸媒轉換效率評估，結果請參照表3。
由表3可知，二氧化鈦以氮摻質方式進行改質，確實可提升氫氣的產量。
製備未摻雜之TiO2與N/Ti=8的N-TiO2光觸媒，以P未摻雜之TiO2的反射率為基準，來對照N-TiO2的自製樣品的反射波長是否發生變異。實驗中自製的N-TiO2的反射波長與未摻雜之TiO2光觸媒的反射波長相較下，往長波長的方向位移，即是有紅位移(red-shift)的現象產生。可能的原因為二氧化鈦的結構在改質的過程中產生了不純物(Impurity)，而不純物的能階正好位於二氧化鈦的能隙中，提供了類似跳板(新能階)的作用產生。另一種可能是N-TiO2的N與Ti之間的新鍵結而得到全新的觸媒，使得原本未摻雜之TiO2該有的物性發生了改變。以實驗結果而論，所摻入的N元素確實是影響了TiO2發生了紅位移的變化。
實施例29 具有不同N/Ti比例光觸媒的比較
分別將光觸媒(1)-(6)進行上述光觸媒轉換效率評估，結果請參照表4。
N與Ti摻雜的比例會影響到活性點的多寡，由表4可知N/Ti各種比例的製氫能力，在提高N/Ti比例後產率有逐漸升高的趨勢，尤其是N/Ti=10的條件達到目前研究的最高產率，是為772 μmol/1h‧1g。
實施例30 不同Ti及N源之光觸媒比較
分別將光觸媒(7)-(12)進行上述光觸媒轉換效率評估，結果請參照表5。
由表5可知，以四異丙氧基鈦製備的觸媒，單位時間內氫氣的產量最高都不超過17 μmol/1h‧1g，而Ti的來源以四丁原鈦酸的效果皆比四異丙氧基鈦的效果良好。改變不同N的來源，也會影響其反應效果，N的來源係以氨水與碳酸氨((NH4)2CO3)效果較佳。
實施例31 含不同金屬觸媒之光觸媒比較
分別將光觸媒(3)及(13)進行上述光觸媒轉換效率評估，結果請參照表6。
由表6可知，含浸Pt的N-TiO2觸媒有最優秀的376 μmol/1 h‧1 g的產率，其氫產率約為含浸Pd的N-TiO2觸媒的兩倍。原因可能係為因為離子半徑的大小不同，在取代其他原子位置時，會有結構不合適、型態不穩定、不易取代等等的因素影響，使得含浸後的活性有不同的表現。
實施例32 不同金屬觸媒含量之光觸媒比較
分別將光觸媒(3)、(14)-(16)進行上述光觸媒轉換效率評估，結果請參照表7。
由表7可知，金屬觸媒的含浸量並不是愈多愈好，在0.05 wt%與0.075 wt%的製氫產率是最佳。在考量使用材料與成本，製備條件為0.05 wt% N-TiO2的光觸媒係較為合適。
綜上所述，本發明係提供一種以二氧化鈦為基質的光觸媒，可大幅提高氫轉化效率，且對環境無毒害性。本發明所述之光觸媒，主要係在二氧化鈦的製造過程中，摻雜含氮的化合物，以氮來改質二氧化鈦光觸媒，除了可增加觸媒的總表面積外，可使二氧化鈦展生紅位移的現象(讓原本二氧化鈦的特性之激發波長380 nm可以往較長波的方向位移)，有助於光催化活性的提升。再者，本發明再利用含浸法於二氧化鈦表面含浸金屬離子，製備一系列具有金屬觸媒之氮摻雜氧化鈦(例如：Pt N-TiO2)光觸媒，並找出最適合的金屬觸媒含量，得到具有極高氫轉換效率的光觸媒。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
11、12、13、14．．．步驟
第1圖係為本發明一實施例所述之光觸媒的製造方法的製造流程圖。
附件1係為本發明實施例1所得之具有氮摻雜的二氧化鈦其穿透式電子顯微鏡(TEM)光譜圖
11、12、13、14．．．步驟

Claims (26)

  1. 一種光觸媒，包含：一具有氮摻雜的二氧化鈦；以及一金屬觸媒分佈於該具有氮摻雜的二氧化鈦上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光觸媒，其中該具有氮摻雜的二氧化鈦中氮原子跟鈦原子的數量(N/Ti)比係介於2到12。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光觸媒，其中該具有氮摻雜的二氧化鈦中氮原子跟鈦原子的數量(N/Ti)比係介於6到10。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光觸媒，其中該金屬觸媒之重量百分比係介於0.005-0.1wt%，其中該重量百分比係以該具有氮摻雜的二氧化鈦的總重為基準。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光觸媒，其中該金屬觸媒之重量百分比係為0.05-0.075wt%，其中該重量百分比係以該具有氮摻雜的二氧化鈦的總重為基準。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光觸媒，其中該金屬觸媒係為鉑(Pt)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光觸媒，其中該金屬觸媒係為鈀(Pd)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光觸媒，其中具有氮摻雜的二氧化鈦的粒徑係介於1-50 nm之間。
  9. 一種光觸媒的製造方法，包含：將一烷醇鈦化合物溶於一溶劑中，得到一溶液；將一含氮化合物加入該溶液中，乾燥後得到一粉體；對該粉體進行一第一煅燒製程，得到一具有氮摻雜的二氧化鈦；將一含金屬鹽類之水溶液與該具有氮摻雜的二氧化鈦進行混合，乾燥後得到一混合物；以及對該混合物進行一第二煅燒製程，得到該光觸媒。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光觸媒的製造方法，其中該烷醇鈦化合物包含四異丙氧基鈦(titanium isopropoxide)。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之光觸媒的製造方法，其中該烷醇鈦化合物包含四丁原鈦酸(tetrabutyl orthotitanate)。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之光觸媒的製造方法，其中該含氮化合物包含氨水。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之光觸媒的製造方法，其中該含氮化合物包含尿素。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之光觸媒的製造方法，其中該含氮化合物包含碳酸氨。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之光觸媒的製造方法，其中該含氮化合物包含氯化氨。
  16. 如申請專利範圍第9項所述之光觸媒的製造方法，其中該溶劑係為水、醋酸、異丙醇、或其組合。
  17. 如申請專利範圍第9項所述之光觸媒的製造方法，其中該金屬鹽類物係為氯鉑酸。
  18. 如申請專利範圍第9項所述之光觸媒的製造方法，其中該金屬鹽類物係為硝酸鈀。
  19. 如申請專利範圍第9項所述之光觸媒的製造方法，其中第一煅燒製程溫度係介於300-500℃。
  20. 如申請專利範圍第9項所述之光觸媒的製造方法，其中第二煅燒製程的溫度係介於150-250℃。
  21. 一種將水轉換成氫的方法，包含：將申請專利範圍第1項所述之光觸媒與一含犧牲試劑之水溶液混合，並在一可見光光源下進行反應，產生一氫氣。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之將水轉換成氫的方法，其中該犧牲試劑係為甲醇、乙醇、丙酮、或其組合。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之將水轉換成氫的方法，其中該可見光光源係為自然光源或人造光源。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之將水轉換成氫的方法，其中該自然光源包含陽光。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之將水轉換成氫的方法，其中該人造光源包含發光二極體、冷陰極管、螢光燈或其組合。
  26. 如申請專利範圍第21項所述之將水轉換成氫的方法，其中該含犧牲試劑之水溶液中，該犧牲試劑所佔的含量係介於1-10vol%。
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