成果简介:
光催化制氢技术在制氢领域表现出广阔前景,是成本最低可持续制氢的绿色技术。目前由于受到现有催化剂的活性影响,还没有成熟的光催化制氢技术落地应用。目前氧化铜和二氧化钛等半导体材料以其低成本、无毒性及化学稳定等特性成为广受关注的主要光催化材料。但氧化铜和二氧化钛等半导体材料的禁带宽度较宽, 电子-空穴易复合,无法充分利用可见光。本技术充分利用光敏材料优异的光、热和化学稳定性以及在可见光区有强吸收等特性,将光敏材料和纳米氧化 物半导体材料结合,开发了用于光催化裂解水产氢的系列高效催化剂。
二、技术特点及技术指标:
制备了多种卟啉、二维卟啉金属有机骨架材料敏化的光催化剂,在可见光下对其光催化产氢性能进行评价。结果表明四种金属卟啉 MOFs 敏化催化剂均具有可见光产氢活性。对不同质量分数的敏化剂-氧化铜复合光催化剂进行光催化产氢实验,发现金属卟啉 MOFs 的质量分数对光催化剂性能存在很大影响,当卟啉 MOF 质量分数达到特定比例时,光催化产氢性能最佳。
三、应用领域:
化石能源是不可再生能源,但太阳能是取之不尽可以被我们大量利用的。如果光催化制氢技术落地应用,可以通过将太阳能转换为我们可以利用的新型能源-氢能,进而可以大大缓解能源危机,同时又可以通过利用氢能这一清洁能源从源头杜绝了因化石燃料燃烧的污染物排放。将太阳 能转化为氢能,最有效,最为理想的方法就是将太阳能利用光催化技术裂解水制氢。光催化主要是利用光催化剂在可见光/紫外光照射下实现一系列催化转化过程,最终得到氢气,经过分离和纯化处理后得的用于氢气能源燃料。而且在太阳光/紫外光照射下,光催化技术由于其反应条件温和、操作条件相对简单、催化转化效率高具有广阔的应用前景。
四、投入需求:
目前研发的光催化制氢需要进一步提升固体催化剂寿命和反应速率等问题,本项目实验场地和设施完善,需要大量的研发自己投入,进一步开发高效催化剂。
专利授权及申请情况:
1 、国家发明专利:一种卟啉基金属有机骨架材料敏化氧化物型催化剂的制备方 法(授权)
2 、国家发明专利:一种金属卟啉骨架材料敏化的二氧化钛可见光响应的光催化 剂的制备方法(授权)
3 、国家发明专利:一种基于染料敏化二氧化钛的可见光响应的光催化剂的制备 方法(公开/实审)
成果受资助及获奖情况:
无。
技术成熟程度:☑研制开发阶段
拟合作方式: ☑其他