本發(fā)明涉及太陽能及光催化產(chǎn)氫，特別是涉及一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、鈦酸鍶srtio3（以下用sto）是一種鈣鈦礦氧化物且具有n型半導(dǎo)體的特性，具有寬禁帶及優(yōu)異的電子性能，因其能帶結(jié)構(gòu)適合水氧化還原電位水平，有利于氫和氧的形成而被廣泛研究并用于光催化水分解。然而，sto擁有大的禁帶寬度(3.2ev)，對可見光幾乎沒有響應(yīng)，限制了其光催化水分解量子效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供了一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，通過兩步光沉積法制備cupt-csto納米復(fù)合材料產(chǎn)氫光催化劑。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

4、（1）取一定量的sr(no3)2溶于適量的去離子水中，攪拌10-120min；

5、（2）取一定量的koh粉末溶于適量的去離子水中，待溶液冷卻后，緩慢加入一定量的tio2，攪拌10-120min；

6、（3）將步驟（1）和步驟（2）所得溶液混合，劇烈攪拌20-120min，再加入一定量的cr(no3)3，持續(xù)攪拌0.5-12h；

7、（4）將攪拌好的溶液移入水熱反應(yīng)釜中，在一定溫度下保溫6-48h，自然冷卻至室溫后，將產(chǎn)物用去離子水洗滌至中性，在一定溫度下真空干燥6-36h得到csto，csto縮小了sto的帶隙，將其可見光響應(yīng)吸收邊擴(kuò)展至500-600nm；

8、（5）取一定量的csto分散于適量的體積濃度為60%的甲醇水溶液中，加入一定量的cucl2，用高純度氮氣吹泡5-120min以去除溶解氧后，持續(xù)攪拌懸濁液5-120min，用300w氙燈可見光照射0.5-24h，實現(xiàn)了原位光沉積的cu金屬前驅(qū)體負(fù)載；

9、（6）收集步驟（5）所得產(chǎn)物，用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次，在一定溫度下真空干燥6-36h，得到csto上光沉積cu金屬的產(chǎn)氫光催化劑，即cu-csto，獲得了原位光沉積的cu金屬修飾csto；

10、（7）取一定量步驟（6）所得cu-csto分散于適量的體積濃度為60%的甲醇水溶液中，加入一定量的h2ptcl6·6h2o，用高純度氮氣吹泡5-120min以去除溶解氧后，持續(xù)攪拌懸濁液5-120min，用300w氙燈可見光照射0.5-24h，實現(xiàn)了原位光沉積的cupt雙金屬前驅(qū)體負(fù)載；

11、（8）收集步驟（7）所得產(chǎn)物，用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次，在一定溫度下真空干燥6-36h，得到cupt-csto納米復(fù)合材料產(chǎn)氫光催化劑，獲得的原位光沉積的cupt雙金屬修飾csto，顯著提高了材料的光生電子和空穴的分離與遷移能力和分解水產(chǎn)氫活性。

12、優(yōu)選地，步驟（1）中所用sr(no3)2的質(zhì)量為0.1-10g，去離子水的體積為5-500ml。

13、優(yōu)選地，步驟（2）中所用koh的質(zhì)量為0.01-5g，去離子水的體積為5-500ml，tio2的質(zhì)量為0.1-5g。

14、優(yōu)選地，步驟（3）中所用cr(no3)3的質(zhì)量為0.01-1g。

15、優(yōu)選地，步驟（4）中水熱反應(yīng)釜的溫度為120-360℃；真空干燥溫度為50-90℃。

16、優(yōu)選地，步驟（5）中所用csto的質(zhì)量為0.01-5g，甲醇水溶液的體積為10-500ml，cucl2的質(zhì)量為0.01-5g。

17、優(yōu)選地，步驟（6）中真空干燥溫度為50-100℃。

18、優(yōu)選地，步驟（7）中所用cu-csto的質(zhì)量為0.01-5g，甲醇水溶液的體積為10-500ml，h2ptcl6·6h2o的質(zhì)量為1-500mg。

19、優(yōu)選地，步驟（8）中真空干燥溫度為50-100℃。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點：

21、本申請實施例提供了一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，通過兩步光沉積法將cu-pt雙金屬和csto進(jìn)行復(fù)合，構(gòu)建了一種cupt-csto納米復(fù)合材料，顯著提高了csto對可見光的響應(yīng)和吸收能力，并成功改善了光生電子和空穴的分離與遷移能力，所得的cupt-csto納米復(fù)合材料具有可見光響應(yīng)能力強(qiáng)、界面結(jié)合緊密、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、氧化還原活性位點豐富、還原電勢及產(chǎn)氫活性高的優(yōu)點，可應(yīng)用于太陽能及光催化產(chǎn)氫。

技術(shù)特征：

1.一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所用sr(no3)2的質(zhì)量為0.1-10g，去離子水的體積為5-500ml。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所用koh的質(zhì)量為0.01-5g，去離子水的體積為5-500ml，tio2的質(zhì)量為0.1-5g。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所用cr(no3)3的質(zhì)量為0.01-1g。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟（4）中水熱反應(yīng)釜的溫度為120-360℃；真空干燥溫度為50-90℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟（5）中所用csto的質(zhì)量為0.01-5g，甲醇水溶液的體積為10-500ml，cucl2的質(zhì)量為0.01-5g。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟（6）中真空干燥溫度為50-100℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟（7）中所用cu-csto的質(zhì)量為0.01-5g，甲醇水溶液的體積為10-500ml，h2ptcl6·6h2o的質(zhì)量為1-500mg。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種cupt-csto納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟（8）中真空干燥溫度為50-100℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種CuPt?CSTO納米復(fù)合材料的制備方法，包括：以Sr(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;、TiO<subgt;2</subgt;、Cr(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;3</subgt;和KOH為原料，去離子水為溶劑，采用溶劑熱法制備Cr摻雜SrTiO<subgt;3</subgt;材料CSTO；以CuCl<subgt;2</subgt;、H<subgt;2</subgt;PtCl<subgt;6</subgt;·6H<subgt;2</subgt;O和CSTO為原料，甲醇水溶液為溶劑，采用兩步光沉積法制備CuPt?CSTO納米復(fù)合材料產(chǎn)氫光催化劑，具有可見光響應(yīng)能力強(qiáng)、界面結(jié)合緊密、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、氧化還原活性位點豐富、還原電勢及產(chǎn)氫活性高的優(yōu)點，可應(yīng)用于太陽能及光催化產(chǎn)氫。

技術(shù)研發(fā)人員：李喜寶,萬一陽,胡文力,鄧芳,黃軍同,徐吉林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南昌航空大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19