[发明专利]由水光催化氢生产和用于其的光解系统

权利要求书

1.一种用于在光化辐射影响下由含氢前体生成双原子氢的光催化剂，包括：

SrTiO₃和TiO₂的半导体载体，其中，所述半导体载体中SrTiO₃和TiO₂的摩尔比是至少 0.01；和

所述半导体载体上的金和钯合金。

2.根据权利要求1所述的光催化剂，其中，所述合金作为具有1-100nm的平均长轴长度 的颗粒存在于所述半导体载体上。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的光催化剂，其中，基于所述合金的重量，所述合金 包含10-90wt％的钯和90-10wt％的金。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的光催化剂，其中，基于所述合金的重量，所述合金 包含大于或等于90wt％、优选大于或等于95wt％、并且更优选大于或等于99wt％的钯和金。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的光催化剂，其中，所述合金中大于或等于90wt％、 优选大于或等于95wt％、更优选大于或等于99wt％的金和钯以它们的非氧化态存在。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的光催化剂，其中，所述合金进一步包含银和铜中的 至少一种。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的光催化剂，其中，选择SrTiO₃和TiO₂的摩尔比，使得 所述半导体载体具有2.8eV和3.3eV之间的一个或多个、优选两个带隙。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的光催化剂，其中，基于所述半导体载体和所述合金 的总重量，所述合金的量是0.1至10wt％。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的光催化剂，其中，使用氮吸收技术，所述光催化剂 具有30至60m²/g催化剂的BET表面积。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的光催化剂，其中，使用氮吸收技术，所述光催化剂 具有10至50m²/g光催化剂的BET表面积。

11.根据权利要求1-7中任一项所述的光催化剂，其中，所述合金的至少部分覆盖有所 述半导体载体层。

12.根据权利要求11所述的光催化剂，其中，所述层具有1至5nm、优选1至3nm、更优选1- 2nm的厚度。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的光催化剂，其中，所述半导体载体是包含SrTiO₃和TiO₂的混合物，所述混合物是物理上不能分离的。

14.一种用于制备根据权利要求1-12中任一项所述的光催化剂的方法，包括提供半导 体载体以及沉积金和钯，使得金和钯合金形成在所述半导体载体上。

15.一种用于由含氢前体生成双原子氢的方法，包括使根据权利要求1-13中任一项所 述的光催化剂与所述含氢前体接触，同时将所述光催化剂暴露于光化辐射。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述光化辐射具有至少2.5eV的光子能量和至 少0.1mW/cm²的辐射通量密度。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，所述含氢前体选自由以下组成的组：水、二 醇、醇和这些含氢前体中的至少两种的混合物。

18.根据权利要求15-17中任一项所述的方法，其中，所述含氢前体是水和醇的混合物， 其中，基于所述混合物的体积，所述醇的量是按体积计0.1至10％；水和二醇的混合物，其 中，基于所述混合物的体积，所述二醇的量是按体积计0.1至10％；或水、醇和二醇的混合 物，其中，基于所述混合物的体积，所述醇和所述二醇的合并的量是按体积计0.1至10％。