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一种六核Ni簇修饰的锗钨酸材料的制备及其光催化应用
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2026-10-15 11:59:42
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2026-10-15 11:59:42
一种六核Ni簇修饰的锗钨酸材料及应用。本发明的目的在于研制一种六核Ni簇修饰的锗钨酸材料及其光催化应用，可以有效克服传统多酸易溶于、稳定性差、并且需要贵金属作为助催化剂的缺点。一种六核Ni簇修饰的锗钨酸材料的化学式为(GeW12O40)[NiII6(pzta)6(H2O)4(OH)2]，其中，pzta为3‑(吡啶‑4基)吡唑。制备方法：将锗钨酸、氯化钴、偏钒酸铵和3‑(吡啶‑4基)吡唑溶解到去离子水中，得到反应液，调节pH值，再在聚四氟乙烯反应釜中，温度为180℃保持72h，然后程序降温到80℃后直接关闭烘箱，得到棕绿色菱形块状晶体。本发明可获得一种六核Ni簇修饰的锗钨酸材料。
本发明制备了六核 Ni 簇修饰的锗钨酸晶态材料，通过六核镍簇与锗钨酸组装，有效解决传统多酸易溶于水、结构稳定性差的痛点。材料以非贵金属镍构建活性位点，无需铂等贵金属助催化剂，大幅简化催化体系。锗钨酸与六核镍簇之间存在电荷转移效应，利于光生载流子分离，提升可见光催化能力。采用水热合成工艺，可获得结晶度良好的棕绿色菱形块状单晶，材料结构明确，便于开展催化构效关系研究，为多酸基光催化材料的结构设计提供新方案。
该材料主要应用于光催化分解水产氢领域，依托太阳能驱动制氢，符合清洁能源发展战略，是人工光合成领域的重要研究方向。材料具备良好的结构稳定性与光催化活性，除光解水产氢外，还可拓展到光电催化、小分子活化等相关研究场景。当前氢能产业急需低成本催化材料，该非贵金属多酸晶态材料避开贵金属资源限制，适配分布式太阳能制氢体系。随着可再生能源技术推进，有望进一步拓展在环境光催化、能源转化器件等方向的应用潜力。
申请人： 哈尔滨理工大学 发明人： 庞海军 , 岳文欣 , 孙玮泽 , 杨桂欣团队主要研究领域为一种六核 Ni 簇修饰的锗钨酸材料的制备及其光催化应用研究。PI 主持多项国家级、省级科研项目及教改项目，以第一或通讯作者发表多篇高水平 SCI 论文，参与编撰学术专著，拥有多项授权国家发明专利。团队聚焦多酸基功能材料的结构设计与光催化性能探究，开展材料合成、结构表征及催化作用机制等系统研究，兼顾基础理论与应用探索，持续产出高质量科研成果，助力该类催化材料的开发与应用。
本材料采用镍基非贵金属活性中心，摒弃昂贵贵金属助催化剂，显著降低催化剂原料成本，缓解贵金属资源稀缺的问题。材料骨架稳定性提升，减少溶解流失，延长催化剂使用寿命，降低运行损耗。该研究丰富多酸催化材料体系，为绿色制氢技术提供新材料思路，助力低成本氢能技术研发。若后续实现工艺优化，有望推动太阳能制氢技术向实用化迈进，减少化石能源消耗，降低碳排放，兼具良好的科研价值、潜在经济效益与生态环保效益。
该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。技术转让，所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，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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