[发明专利]钢渣基胶凝材料-氧化锌半导体复合催化剂及在太阳能光催化分解水制氢中的应用

权利要求书

1.一种钢渣基胶凝材料-氧化锌半导体复合催化剂的制备方法，其特征在于，该方法首先以工业固体废弃物钢渣为原料，在硅酸钠的激发下，生成钢渣基无机聚合物胶凝材料；然后将生成的钢渣基无机聚合物胶凝材料浸渍于硝酸锌水溶液中，再经焙烧形成钢渣基无机聚合物胶凝材料-氧化锌半导体复合催化剂。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括下列步骤：

（1）准确称取钢渣原料，置入净浆搅拌机中；

（2）将配方量的硅酸钠溶入定量水中，激发剂硅酸钠的掺量为原料重量的11%，水与钢渣的质量比为0.28；然后将硅酸钠水溶液加入净浆搅拌机中拌和形成混合均匀的浆体；

（3）将浆体装入模具中成型，1d后脱模，放入养护室中室温养护7d，然后装入塑料袋中并进行密封，在65°C下养护24h，得到钢渣基无机聚合物胶凝材料；然后敲碎，过90目～35目筛，制得0.16mm～0.5mm钢渣基无机聚合物胶凝颗粒；

（4）准确称取钢渣基无机聚合物胶凝颗粒，倒入定量的摩尔浓度的Zn(NO₃)₃·6H₂O溶液中，氧化锌的负载量为钢渣质量的0.5%～10%，室温下进行浸渍24h，然后在65℃下烘干，再将烘干后的样品放入马弗炉中，500℃焙烧3h，得到不同氧化锌负载量的钢渣基胶凝材料-氧化锌半导体复合催化剂。

3.权利要求1或2其中之一所述方法制备的钢渣基胶凝材料-氧化锌半导体复合催化剂用于太阳能光催化分解水制备氢的应用。

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的钢渣基胶凝材料-氧化锌半导体复合催化剂在太阳能光催化分解水中以氙灯作为模拟太阳能光源，评价太阳能光催化分解水制氢效率，具体包括下列步骤：

1）分别定量称取空穴牺牲剂Na₂S和Na₂SO₃，溶入盛有50mL蒸馏水的100mL光照一侧为平面的Prex玻璃平底反应瓶中，称取适量的钢渣基胶凝材料-氧化锌半导体复合催化剂粉体放入反应瓶中；

2）将反应瓶放在磁力搅拌器上，将三通进样玻璃瓶塞插入反应瓶中，打开氙灯稳流电源，反应瓶一侧为平面的侧面与光源的距离为15cm；

3）采用配备有TCD检测器，TDX-01填充柱的气相色谱仪对生成的气相产物进行检测，评价太阳能光催化分解水制氢效率。