[发明专利]一种高效产氢光催化剂MoS2-SrZrO3的制备及应用有效
| 申请号： | 201410539455.0 | 申请日： | 2014-10-13 |
| 公开（公告）号： | CN104289234A | 公开（公告）日： | 2015-01-21 |
| 发明（设计）人： | 周建成;田庆文;刘佳慧;王猛;李乃旭;邓金全 | 申请（专利权）人： | 东南大学 |
| 主分类号： | B01J27/051 | 分类号： | B01J27/051;C01B3/06 |
| 代理公司： | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 柏尚春 |
| 地址： | 210096*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 高效 光催化剂 mos sub srzro 制备 应用 | ||
技术领域
本发明涉及到紫外光下水解制备氢气，具体涉及到MoS2-SrZrO3光催化剂的制备及其应用。
背景技术
当今社会，人类主要消耗的能源有石油、煤和天然气等，但是这些能源属于不可再生能源，且正面临枯竭的危险。与此同时，消耗这种能源给地球带来的一系列的环境问题也逐渐引起了世界各国的密切关注。因此，环境与能源是21世纪人类所面临并且亟需解决的重大的问题，找寻一种环境友好型且经济的能源对人类社会和环境的可持续发展都具有深远而且重大的意义。氢能具有可再生、来源广、可以储存、清洁等种种传统能源所不具备的优点，因此，利用可再生的能源制备氢将是未来能源发展的主要的方向之一。
考虑到能源化石燃料短缺和环境恶化等问题，光催化分解水制备氢将会是解决能源和环境问题的最优良的途径之一。早就在1972年，日本的科学家Fujishima等人在TiO2电极上发现了光催化分解水的现象，从此开启了多相光催化的时代，由于光催化制氢主要的将太阳能转变为化学能，因此世界各国的科学家对不同材料光催化的性能进行研究。钙钛矿类的化合物，如SrZrO3、SrTiO3、BaZrO3、CaTiO3，具有独特的物理性质和化学性质，在近些年被广泛研究。中国专利CN201210258924.2介绍了钙钛矿型的BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ光催化剂能有效降解甲基橙溶液。文献中(CrystEngComm,2011,13,3842)报道了钙钛矿型的SrZrO3纳米物质的制备过程，但是对于其应用、光催化的性能及性能的提高均没有介绍。
为了能够解决上述问题，因此需要设计一种高效节能，产氢速率高，对环境无污染，经济廉价的光催化剂。
发明内容
技术问题：本发明的目的是为了解决紫外光下催化剂产氢速率低、稳定性差及光范围窄等问题，提供了一种在紫外光下具有高效产氢的光催化MoS2-SrZrO3及其应用。
技术方案：本发明的一种高效产氢光催化剂MoS2-SrZrO3的制备方法，其中所述的光催化剂MoS2-SrZrO3为MoS2和SrZrO3形成的异质结催化剂，其制备方法包括以下步骤：
1)将氧氯化锆和硝酸锶按照摩尔比1：1-3加入到6-40mol/L的氢氧化钾的溶液中，搅拌混合均匀，将溶液置于水热釜中，在100-200℃下加热1-72h，冷却后将产物经过多次去离子水洗、酸洗，真空干燥，即可得到SrZrO3粉末；
2)将制备的SrZrO3粉末、钼酸钠和硫代乙酰胺按照化学计量比，溶于水和乙醇中，搅拌超声充分混合后，装于水热釜中，在160-240℃下反应16-72h，自然冷却后将产物用去离子水和乙醇洗涤多次，真空干燥，即可制备MoS2/SrZrO3光催化剂。
所述的MoS2的质量为催化剂质量的0.001-30倍，钼酸钠和硫代乙酰胺的摩尔比为1：3-8，反应温度为180-220℃，反应时间为24-54h。
本发明的高效产氢的光催化剂MoS2/SrZrO3的应用为：该异质结催化剂在紫外光下产氢。
优选的，所述步骤1)所述的氯氧化锆和硝酸锶的摩尔比为1:1-2，氢氧化钾的浓度为8-30mol/L，反应温度为140-220℃，反应时间为12-36h。
所述步骤2)所述的MoS2的质量为催化剂质量的0.001-30倍，钼酸钠和硫代乙酰胺的摩尔比为1：3-8，反应温度为180-220℃，反应时间为12-54h。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.本发明方法的原料廉价、反应条件温和、生产成本低、绿色环保，适合大规模生产，能有效缓解能源危机；
2.本发明所制备的新型的光催化剂的产氢速率高，催化剂活性高且寿命长，能有效替代贵金属催化剂；
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