[发明专利]一种有机盐掺杂的Ir负载g-C3N4合TiO2光催化半导体材料

说明书

本发明涉及光催化产氢半导体材料技术领域，且公开了一种有机盐掺杂的Ir负载g‑C₃N₄合TiO₂光催化半导体材料，包括以下原料，吡喃四氟化硼盐、伊红、络合物、三聚氰胺、钛酸四丁酯、纳米TiO₂、钛酸酯偶联剂。该有机盐掺杂的Ir负载g‑C₃N₄合TiO₂光催化半导体材料，通过添加Ir络合物(Ir[dF(F)ppy]₂(dCF₃))PF₆与g‑C₃N₄形成有机金属C‑Ir键，降低了C₃N₄的活化能，增加了g‑C₃N₄的活性，提高了电子的传质作用，降低了光生载流子的结合能，减小了禁带宽度，从而提高了半导体材料对太阳光能的利用效率，通过加入2,4,6‑三苯基吡喃四氟化硼盐和酸性红87，使半导体材料在进行光催化分解水产氢时，降低反应的活化能，增加了光催化分解水产氢速率，从而提高了光催化半导体材料的活化性能。

技术领域

本发明涉及光催化产氢半导体材料技术领域，具体为一种有机盐掺杂的Ir负载g-C₃N₄合TiO₂光催化半导体材料。

背景技术

近几十年来，随着全球能源需求的持续增长，寻找新能源的研究越来越受到人们的关注，氢能作为二次能源，具有清洁、高效、安全、可贮存、可运输等诸多优点，是一种最理想的新世纪无污染的绿色能源，光催化技术是将太阳能直接或间接转换为人类可利用能源的理想生产技术，光催化技术应用的核心在于光催化材料的研制但是，目前报道的光催化材料普遍存在光响应波长窄，稳定性差、效率低等问题，严重制约着光催化剂的大规模使用。

目前，g-C₃N₄-TiO₂光催化半导体材料具有廉价、无毒、物理和化学稳定性好等优点，被广泛应用于光催化产氢研究中，但是现有的g-C₃N₄-TiO₂半导体材料氧化能力弱、传质作用差、禁带宽度偏大，光生载流子结合能高和量子效率低而不能有效利用太阳光能等缺点。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种有机盐掺杂的Ir负载g-C₃N₄合TiO₂光催化半导体材料，既解决了传统光催化材料普遍存在光响应波长窄，化学稳定性差、效率低问题，虽同时又解决了现有的g-C₃N₄-TiO₂半导体材料氧化能力弱、传质作用差、禁带宽度偏大，光生载流子结合能高和量子效率低而不能有效利用太阳光能等缺点。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有机盐掺杂的Ir负载g-C₃N₄合TiO₂光催化半导体材料，包括以下重量份数配比的原料，其特征在于：3-5份吡喃四氟化硼盐、4-8份伊红、1-5份Ir络合物、55-75份三聚氰胺、13-18份钛酸四丁酯、3-6份纳米TiO₂、1-3份钛酸酯偶联剂。

优选的，所述吡喃四氟化硼盐为2,4,6-三苯基吡喃四氟化硼盐，紫外可见吸收光谱波长为335-540nm，分子式为C₂₃H₁₇OBF₄，结构式为

优选的，所述伊红为酸性红87，紫外可见吸收光谱波长为305-630nm，分子式为C₂₀H₆Br₄Na₂O₅，结构式为