[发明专利]可见光诱导无机配体稳定的量子点催化甲酸高效制氢方法

说明书

可见光诱导无机配体稳定的量子点催化甲酸高效制氢方法，先将Cd(NO₃)₂·4H₂O溶于超纯水，在氩气氛围下搅拌并加热，再将Na₂S·9H₂O溶液快速快速加入溶液中，搅拌反应；然后将Zn(OAc)₂·2H₂O缓慢滴入反应溶液中；反应结束后离心收集得到CdS/ZnS‑S^2‑，分离出的沉淀用乙醇/水洗涤三次，并在真空下干燥，得到CdS/ZnS‑S^2‑光催化剂；或反应结束后，将溶剂旋蒸除去，剩余固体为循环使用光催化剂；后将CdS/ZnS‑S^2‑光催化剂或循环使用光催化剂和助催化剂置于甲酸/甲酸钠水溶液中，在氩气氛围下用使用波段蓝色LED灯照射，搅拌反应生成氢气和二氧化碳；本发明在温和条件下利用光催化将甲酸分解制备氢气，有较高的放氢效率，有更高的产率，同时也有较高的氢气选择性，具有高效廉价的优点。

技术领域

本发明属于利用生物质制备氢气的技术领域，具体涉及可见光诱导无机配体稳定的量子点催化甲酸高效制氢方法。

背景技术

目前直接利用生物质制备氢气的技术主要有两类：一类是在苛刻的高温高压条件下进行气化，高温热解或者在超临界水中气化制备氢气，但是苛刻的反应条件及在反应过程中生成一定量的CO、CO₂、CH₄和H₂混合在一起，严重限制了该项技术的应用前景；第二类是利用酶催化技术在温和条件下制备氢气，然而高额的成本以及缓慢的制氢速度是这项技术的瓶颈。

在非均相催化领域，利用可见光诱导催化非粮生物质、纤维素制氢已有报道，然而制氢产率非常低：以贵金属Pt作为产氢催化剂，非均相光催化重组生物质制氢在6 天产率仅达到18％。

2018年，本发明人课题组开发了一锅两步反应，有效地从非粮生物质中生成H₂，并发现甲酸(HCO₂H，FA)是转化过程中的中间产物(Ping Zhang,Yan-Jun Guo,MatthiasBeller,Yang Li,et al.Streamlined hydrogen production from biomass.NatureCatalysis. 2018,1,332-338)；但在第二步的甲酸放氢过程中，以贵金属Ir作为产氢催化剂的使用限制了反应的大规模应用，因此，需要开发一种廉价高效的甲酸放氢策略。