科创中国
一种复合光催化剂及其制备方法和应用
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-27 10:15:01
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 涂媛 | 2022-10-27 10:15:01
本发明属于氢气生产技术领域，具体涉及一种复合光催化剂及其制备方法和应用。该复合光催化剂是由氧化锌、氧化铜和氧化镍按特定比例复合而成，只借助光照即能加速水的分解产氢，促进水在其表面的氧化和还原反应，且催化效率较高。其制备方法操作简单，条件温和，环境友好，生产原料无需使用昂贵的贵金属，生产成本较低。
一种复合光催化剂在光解水产氢中的应用，其特征在于，将所述复合光催化剂分散于水中，加入牺牲剂，然后进行太阳光照射；所述复合光催化剂由氧化锌、氧化铜和氧化镍复合而成，所述复合光催化剂的制备方法为：将可溶性的锌盐、可溶性的铜盐和可溶性的镍盐混合后加入碱溶液，搅拌2~3h后于80~90°C陈化3~4h，过滤、干燥，即得；其中，所述锌盐中锌离子与所述碱溶液中氢氧根离子的摩尔比为1∶(2.5~3.5)，所述锌盐中锌离子与所述铜盐中铜离子及所述镍盐中镍离子的摩尔比为100∶(0.5~0.75)∶(0.25~0.5)。
氢能被认为是一种最理想的绿色清洁能源，因为它唯一的燃烧产物是水。传统的制氢方法需要消耗巨大的常规能源，使氢能身价过高。近年来发现采用光催化剂分解水产生氢气是一个可行的方法，因为它主要依赖于两种最丰富的资源——水和阳光。此外，光催化反应体系简单，运行成本较低，且不会产生二次污染。氧化锌因其稳定性高、无毒、成本低、易获得等优点，成为最受欢迎的光催化剂之一。在太阳光照射下，氧化锌中产生的光生电子和空穴分别具有较强的还原性和氧化性，可与水发生氧化‑还原反应产生氢气和氧气。但由于氧化锌中产生的电子与空穴很容易快速重组，降低了光生载流子的寿命，从而使它的光催化活性受到一定限制。
河北师范大学是一所具有百年历史和光荣传统的省属重点大学。学校起源于1902年创建于北京的顺天府学堂和1906年创建于天津的北洋女师范学堂。1996年6月，原河北师范大学、河北师范学院与创建于1952年的河北教育学院、创建于1984年的河北职业技术师范学院合并，组建成新的河北师范大学。校友中有老一代革命家邓颖超、刘清扬、郭隆真、杨秀峰、康世恩、荣高棠等，有学界名人梁漱溟、张申府、汤用彤等，有中科院院士严陆光、郝柏林等，也有许绍发、蔡振华等一批体育界精英。新中国成立以来，学校共为国家培养了20余万名专业人才。 学校新校区占地1829亩，馆藏图书340.64万册。学校现有在职教职工2856名，其中专任教师1577人，教授405人，副教授994人，中国科学院院士1人，省级以上各类优秀专家106人，博士研究生导师108人，硕士研究生导师578人。在校本、专科生36371人，研究生4191人，成人教育学生14760人。
所述牺牲剂为硫化钠(Na2S)和亚硫酸钠(Na2SO3)，硫化钠和亚硫酸钠作为牺牲剂可消耗本发明的复合催化剂产生的光生空穴，抑制氧气的生成。与其他牺牲剂相比，这两种牺牲剂更适用于与本发明的复合光催化剂配合进行光解水产氢，本技术具有较强的财务盈利能力，其财务净现值良好，投资回收期合理。综上所述，该技术属于国家鼓励支持的项目，技术的经济和社会效益客观，技术的投产将改善优化当地产业结构，实现高质量发展的目标。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地保定，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接次项目
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