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1、10申请公布号CN102302941A43申请公布日20120104CN102302941ACN102302941A21申请号201110136137622申请日20110525B01J27/04200601B01J23/652200601C01B3/0420060171申请人上海电力学院地址200090上海市杨浦区平凉路2103号72发明人姚伟峰徐群杰周笑绿吴强74专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人吴宝根54发明名称一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的光催化剂及其制备方法和应用57摘要本发明公开了一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂及其制备方法和应用。。
2、所述的一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂，即PT及PD形成的合金负载于CDS催化剂表面，CR2O3负载于PDPT/CDS表面形成CR2O3薄层。其制备方法即包括金属合金纳米胶体的制备、以及CDS光催化剂的改性等2个步骤，最终得一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂。本发明的PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂可大幅提高CDS光催化剂分解水制氢活性，另外本发明的制备方法简单易行、不需要复杂昂贵的设备、合成条件温和，有利于大规模推广。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图2页CN102302943A1。
3、/1页21一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂，其特征在于PT和PD形成的合金负载于CDS光催化剂表面，CR2O3负载于PTPD/CDS光催化剂表面形成CR2O3薄层。2如权利要求1所述的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂，其特征在于其中PT、PD、CR2O3及CDS光催化剂的质量比即PTPDCR2O3CDS光催化剂为004005005100。3如权利要求1所述的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂，其特征在于其中PT、PD、CR2O3及CDS光催化剂的质量比即PTPDCR2O3CDS光催化剂为030401100。4如权利要求1、2或3所述的一种。
4、有助催化剂PTPDCR2O3负载的CDS光催化剂，其特征在于，其中PT及PD的粒径大小为110NM，CR2O3薄层的厚度为45NM。5如权利要求1、2或3所述的一种有助催化剂PTPDCR2O3负载的CDS光催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤（1）、金属纳米胶体的制备取氯化钯水溶液，氯铂酸水溶液以及硝酸铬水溶液于容器中，搅拌后得到钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液1；其中PT离子、PD离子和CR离子的质量比，即PT离子PD离子CR离子为004005005；在不间断搅拌状态下，将PVP溶液滴加入上述制备的钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液1中，得钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液2；其中PVP溶液。
5、的滴加量按与混合溶液1的体积比即PVP溶液混合溶液1为01110；随后配置的0102MOL/LNABH4水溶液，按体积比即NABH4水溶液PT离子、PD离子和CR离子的混合溶液2为110ML100ML，将NABH4水溶液滴加入PT离子、PD离子和CR离子的混合溶液2中，继续搅拌30MIN得到金属纳米胶体；（2）、CDS光催化剂的改性取CDS光催化剂，加入步骤（1）制备的金属纳米胶体中，并进行超声吸附1030MIN，其加入比例按CDS光催化剂与金属纳米胶体的质量比即CDS光催化剂金属纳米胶体为1000010，再加入氨水调节溶液PH至79，将悬浊液过滤、洗涤、60烘干、研磨2030MIN，即得到本。
6、发明的一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂。6如权利要求1、2或3所述的一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂用于光催化分解水制氢的反应。权利要求书CN102302941ACN102302943A1/5页3一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的光催化剂及其制备方法和应用技术领域0001本发明属于新能源开发技术领域中的光催化技术，特别涉及一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的光催化剂及其制备方法和应用。背景技术0002光催化分解水生成氢气的过程可看作是发生于半导体催化剂表面的一个催化还原反应。研究中人们发现在催化剂表面镀上一些贵金属或金属氧化物（如PT,PD。
7、,AU,RH，RU和NIO）可大幅提高光催化剂的光催化活性，这类贵金属和金属氧化物被称为光催化助催化剂COCATALYST。然而相对于新型光催化剂的研制探索而言，新型光催化助催化剂的研究尚未得到广泛重视，这方面的研究也少有报道。0003负载光催化助催化剂（如PT和RH等）是提高光催化剂活性的一种重要技术手段。然而常规光催化助催化剂的负载方法，光还原沉积法和热分解沉积法，需要对催化剂进行预处理，使用时比较复杂，其中热分解沉积技术还需要进行300600的高温处理，这会严重限制含硫和含氮等具备高活性但高温下不太稳定的光催化剂的使用。0004本发明利用化学还原方法成功制备出一种以贵金属钯、铂和氧化铬复。
8、合负载为代表的氧化铬复合光催化助催化剂。实验结果表明，利用化学还原方法制备氧化铬基复合光催化助催化剂简洁有效，并且勿需对光催化剂进行预处理就可大幅提高催化剂的光催化活性。发明内容0005本发明的目的之一是为了解决现有技术中CDS催化剂光催化分解水制氢活性较低的问题，而提供一种负载复合光催化助催化剂PTPDCR2O3的CDS光催化剂。0006本发明的目的之二在于提供一种上述的一种负载复合光催化助催化剂PTPDCR2O3的CDS光催化剂的制备方法。即通过对光催化剂CDS进行表面改性，并且制备方法简单易行、不需要复杂昂贵的设备、合成条件温和。0007本发明的目的之三在于上述的负载复合光催化助催化剂P。
9、TPDCR2O3的CDS光催化剂在光催化分解水制氢方面的应用方法。0008本发明的技术方案一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂，PTPD合金负载于CDS光催化剂表面，CR2O3负载于PTPD/CDS光催化剂表面形成CR2O3薄层；其中PTPD合金的粒径大小为110NM，CR2O3薄层的厚度为45NM；其中PT、PD、CR2O3及CDS光催化剂的质量比即PTPDCR2O3CDS光催化剂为004005005100。0009上述的一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂的制备方法，包括如下制备步骤说明书CN102302941ACN102302943A2/5页4（1）、。
10、金属纳米胶体的制备取氯化钯水溶液，氯铂酸水溶液以及硝酸铬水溶液于容器中，均匀搅拌后得到钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液1；其中PT离子、PD离子和CR离子的质量比，即PT离子PD离子CR离子为004005005；在不间断搅拌状态下，将PVP（聚乙烯基吡咯烷酮）溶液滴加入上述制备的钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液1中，得钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液2；其中PVP溶液的滴加量按与混合溶液1的体积比即PVP溶液混合溶液1为01110；随后配置的0102MOL/LNABH4水溶液，按体积比即NABH4水溶液PT离子、PD离子和CR离子的混合溶液2为110ML100ML将NABH4水溶液滴加入PT离。
11、子、PD离子和CR离子的混合溶液2中，继续搅拌30MIN得到金属纳米胶体；（2）、CDS光催化剂的改性取CDS光催化剂，加入步骤（1）制备的金属纳米胶体中，并进行超声吸附1030MIN，其加入比例按CDS光催化剂与金属纳米胶体的质量比即CDS光催化剂金属纳米胶体为1000010，再加入氨水调节溶液PH至79，将悬浊液过滤、洗涤、60烘干、研磨2030MIN，即得到本发明的一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂。0010上述所得的一种负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂可用于光催化分解水制氢的反应。0011本发明的有益效果本发明的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的。
12、CDS光催化剂，相对于传统的CDS光催化剂而言，由于有助催化剂PTPDCR2O3负载，使得其在促使光生电子和光生空穴分离，以及增大催化剂对溶液中的游离的氢离子和氢氧根的吸附性等方面的性能有所提高，将其应用于光催化分解水制氢中，可以大幅提高CDS分解水制氢活性。当PT的添加量为CDS光催化剂质量的03WT时，有助催化剂PTPDCR2O3负载的CDS光催化剂光催化分解水制氢活性最高，此时制氢光量子效率可达505（420NM可见光照射时）。0012另外本发明的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂的制备方法简单易行、不需要复杂昂贵的设备、合成条件温和，有利于大规模的推广。附图说明0013。
13、图1、PTPDCR2O3复合助催化剂的负载对CDS光催化分解水制氢活性的影响图2、不同助催化剂的负载对CDS光催化分解水制氢活性的影响图3、PT负载量对PTPDCR2O3/CDS光催化剂分解水制氢产量的影响图4、PT负载量对PTPDCR2O3/CDS光催化剂分解水制氢速率的影响。具体实施方式0014下面通过实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。0015实施例1负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂的制备方法，步骤如下称取浓度为1G/L的氯化钯水溶液2ML、浓度为05G/L的氯铂酸水溶液3ML，以及浓度说明书CN102302941ACN102302943A3/5页5为。
14、05G/L的硝酸铬水溶液05ML于10ML烧杯中，搅拌10MIN，得到钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液1在不间断搅拌状态下，将浓度为10G/L的PVP溶液05ML滴加入上述制备的钯离子和铬离子的混合溶液1中，得到钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液2；随后称取003783GNABH4放置于10ML水中形成NABH4水溶液，取06MLNABH4水溶液滴加入钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液2中，继续搅拌30MIN得到深褐色的金属纳米胶体；取05GCDS光催化剂，加入上述制备的金属纳米胶体中，并进行超声吸附30MIN，加入氨水调节溶液PH至82，将悬浊液过滤、洗涤、60烘干、研磨30MIN，得到负载PT。
15、PDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂。0016应用实施例1负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂在光催化分解水制氢中的应用称取402G亚硫酸铵于300ML水中，制备出1M亚硫酸铵溶液（300ML），加入实施例1所制备的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的的CDS光催化剂05G,搅拌10分钟，随后转移至光催化反应器中，利用模拟太阳光，即采用NEWPORT公司的1000W，标定标准太阳光15AM的氙灯为光源，进行光催化制氢实验。最终结果见图1所示。从图1中可以看出，所制备的PTPDCR2O3复合助催化剂可大幅提高CDS光催化分解水制氢活性。0017对照实施例1负载PT助催化剂的C。
16、DS光催化剂的制备，步骤如下称取浓度为05G/L的氯铂酸水溶液5ML于10ML烧杯中，搅拌10MIN，得到铂离子溶液1在不间断搅拌状态下，将浓度为10G/L的PVP溶液05ML滴加入上述制备的钯离子溶液1中，得铂离子溶液2；随后称取003783GNABH4放置于10ML水中形成NABH4水溶液，取08MLNABH4水溶液滴加入上述的铂离子溶液2中，继续搅拌30MIN得到黑色的金属纳米胶体；取05GCDS光催化剂，加入上述制备的金属纳米胶体中，并进行超声吸附30MIN，将悬浊液过滤、洗涤、60烘干、研磨得到有负载PT助催化剂的CDS光催化剂。0018对照实施例2负载PD助催化剂的CDS光催化剂的。
17、制备方法，步骤如下称取浓度为05G/L的氯化钯水溶液5ML于10ML烧杯中，搅拌10MIN，得到钯离子溶液1于10ML烧杯中，在不间断搅拌状态下，将浓度为10G/L的PVP溶液05ML滴加入上述制备的钯离子溶液1中，得钯离子溶液2；随后称取003783GNABH4放置于10ML水中形成NABH4水溶液，取06MLNABH4水溶液滴加入钯离子溶液2中，继续搅拌30MIN得到黑色的金属纳米胶体；取05GCDS光催化剂，加入上述制备的金属纳米胶体中，并进行超声吸附30MIN，将悬浊液过滤、洗涤、60烘干、研磨得到负载有PD助催化剂的CDS光催化剂。0019应用实施例2将实施例1所得的负载PTPDCR。
18、2O3复合助催化剂的CDS光催化剂,与对照实施例1说明书CN102302941ACN102302943A4/5页6所得的负载PT助催化剂的CDS光催化剂和对照实施例2所得的负载PD助催化剂的CDS光催化剂应用于光催化分解水制氢的反应，从而看出不同助催化剂的负载对CDS光催化剂光催化分解水制氢活性的影响。0020称取402G亚硫酸铵3份，分别于300ML水中，配置出1M亚硫酸铵溶液（300ML），再分别加入实施例1、对照实施例1及对照实施例2所制备的负载不同助催化剂的CDS光催化剂05G,转移至光催化反应器中，搅拌10分钟，随后转移至光催化反应器中，利用模拟太阳光，即采用NEWPORT公司的10。
19、00W，标定标准太阳光15AM的氙灯为光源，进行光催化制氢实验。结果见图2所示，从图2中可以看出不同助催化剂负载时，负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂在光催化分解水制氢活性远大于负载PT的CDS光催化剂及负载PD的CDS光催化剂催化活性。0021实施例2PT含量按其相当于CDS光催化剂重量的01WT的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂的制备，步骤如下称取浓度为1G/L的氯化钯水溶液2ML、浓度为05G/L的氯铂酸水溶液1ML以及浓度为05G/L的硝酸铬水溶液05ML，搅拌10MIN，得到钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液1；在不间断搅拌状态下，将10G/L的PVP。
20、溶液05ML滴加入上述制备的钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液1中，得钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液2；随后称取003783GNABH4放置于10ML水中形成NABH4水溶液，取1MLNABH4水溶液滴加入到上述的钯离子、铂离子和铬离子的混合溶液2中，继续搅拌30MIN得到深褐色的金属纳米胶体；取05GCDS光催化剂，加入上述制备的金属纳米胶体中，加入氨水调节溶液PH至82，并进行超声吸附30MIN，将悬浊液过滤、洗涤、60烘干、研磨得到PT含量按其相当于CDS光催化剂重量的01WT的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂。0022实施例3PT含量按其相当于CDS光催化剂重量的02。
21、WT的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂的制备，步骤如下步骤（1）中的浓度为05G/L的氯铂酸水溶液取2ML，其他均同实施例2，最终得到PT含量按其相当于CDS光催化剂重量的02WT的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂。0023实施例4PT含量按其相当于CDS光催化剂重量的03WT的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂的制备，步骤如下步骤（1）中的浓度为05G/L的氯铂酸水溶液取3ML，其他均同实施例2，最终得到PT含量按其相当于CDS光催化剂重量的03WT的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂。0024实施例5PT含量按其相当于CD。
22、S光催化剂重量的04WT的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂的制备，步骤如下步骤（1）中的浓度为05G/L的氯铂酸水溶液取4ML，其他均同实施例2，最终得到PT含说明书CN102302941ACN102302943A5/5页7量按其相当于CDS光催化剂重量的04WT的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂。0025对照实施例3PT含量为0时，即负载PDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂的制备，步骤如下步骤（1）中的浓度为05G/L的氯铂酸水溶液取0ML，其他均同实施例2，最终得到PT含量为0的负载PDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂。0026应用实施例2应。
23、用实施例2、3、4、5及对照实施例3所得的不同的PT负载量的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂进行光催化分解水制氢活性的影响分析分别称取402G亚硫酸铵5份，分别于300ML水中，配置出1M亚硫酸铵溶液（300ML）5份，分别加入实施例2、3、4、5及对照实施例3所得的不同的PT负载量的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂05G，搅拌10分钟，随后转移至光催化反应器中，利用模拟太阳光，即采用NEWPORT公司1000W，标定标准太阳光15AM的氙灯为光源，进行光催化制氢实验。最终结果见图3及图4所示，从图3及图4中可以看出，不同的PT负载量的负载PTPDCR2O3复合助催化剂的CDS光催化剂对CDS光催化剂光催化分解水制氢活性的影响较大，当PT的添加量为CDS光催化剂质量的03WT时，CDS光催化剂光催化制氢活性最高，此时制氢光量子效率可达505（420NM可见光照射时）。0027上述具体实施例只是用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。说明书CN102302941ACN102302943A1/2页8图1图2说明书附图CN102302941ACN102302943A2/2页9图3图4说明书附图CN102302941A。