[发明专利]一种亲水交联聚合物上转换微球及其制备方法和在光催化产氢中的应用

权利要求书

1.一种基于三重态-三重态湮灭上转换发光催化水解制氢体系，其特征在于，包括上转换发光材料、半导体催化剂、电子牺牲体和水；

所述半导体催化剂为CdSe量子点、CdSe/CdS量子点、CdTe量子点或CdTe/CdS量子点；

所述电子牺牲体为有机胺；

所述上转换发光材料包括亲水交联聚合物微球、光敏剂及湮灭剂；

且所述上转换发光材料中不包括亲水性荧光染料；

所述光敏剂、湮灭剂被包裹在亲水交联聚合物微球中；

所述亲水交联聚合物微球选自亲水交联聚苯乙烯微球；

所述光敏剂为式I所示四苯基苯并卟啉铂配合物(即PtTPTBP)，或式II所示四苯基苯并卟啉钯配合物(即PdTPTBP)，或式III所示八乙基卟啉铂配合物(即PtOEP)，或式IV所示八乙基卟啉钯配合物(即PdOEP)：

所述湮灭剂为式V所示9,10-二苯基蒽(DPA)或式VI所示9,10-二苯乙炔基蒽(BPEA)：

2.根据权利要求1所述的基于三重态-三重态湮灭上转换发光催化水解制氢体系，其特征在于，所述亲水交联聚合物微球参照如下已知方法制备：

向水中加入十二烷基硫酸钠和NaOH，使用惰性气体除氧后，向溶液中加入苯乙烯和二乙烯基苯，搅拌乳化，加热至60~100℃，加入乳液聚合反应引发剂进行聚合反应，然后向反应体系中加入（甲基）丙烯酸进行反应。

3.根据权利要求1或2所述的基于三重态-三重态湮灭上转换发光催化水解制氢体系，其特征在于，所述上转换发光材料中光敏剂与湮灭剂的摩尔比为1:1 ~ 1:100。

4.根据权利要求1所述的基于三重态-三重态湮灭上转换发光催化水解制氢体系，其特征在于，所述上转换发光材料的制备方法包括如下步骤：将亲水交联聚合物微球分散在水中，加入含有光敏剂和湮灭剂且与水不互溶的有机溶液，通过溶胀得到亲水交联聚合物上转换微球；

所述与水不互溶的有机溶液选自甲苯溶液。

5.根据权利要求4所述的基于三重态-三重态湮灭上转换发光催化水解制氢体系，其特征在于，所述亲水交联聚合物上转换微球中亲水交联聚合物微球溶胀甲苯溶液的体积为1~12 mL/g。

6.根据权利要求4所述的基于三重态-三重态湮灭上转换发光催化水解制氢体系，其特征在于，所述亲水交联聚合物微球与水的用量比为100mg亲水交联聚合物微球使用1~20mL水。

7.根据权利要求4所述的基于三重态-三重态湮灭上转换发光催化水解制氢体系，其特征在于，所述亲水交联聚合物微球与光敏剂的用量比为100mg亲水交联聚合物微球使用0.0001~0.1mol光敏剂。

8.根据权利要求1所述的基于三重态-三重态湮灭上转换发光催化水解制氢体系，其特征在于，所述水为去离子水。

9.根据权利要求4所述的基于三重态-三重态湮灭上转换发光催化水解制氢体系，其特征在于，上转换发光催化水解制氢体系中亲水交联聚合物上转换微球的浓度为5 ~ 50 mg/mL；

所述半导体催化剂的浓度为0.05 ~ 0.5 mg/mL；

所述电子牺牲体的浓度为0.01~1mol/L。

10.一种基于三重态-三重态湮灭上转换发光催化水解制氢的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1）将权利要求1-9任一项所述基于三重态-三重态湮灭上转换发光催化水解制氢体系置于光反应器中；

S2）将光反应器抽真空、充惰性气体，除去光反应器和反应体系中的氧气；

S3）将光反应器置于光源下进行光照。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述光照的强度为5 ~ 100 mW/cm²。