[发明专利]一种ReO2

说明书

本发明属于光催化技术领域，公开一种ReOsubgt;2/subgt;/TiOsubgt;2/subgt;/Re复合光催化剂及其制备方法和应用。所述催化剂中，TiOsubgt;2/subgt;为锐钛矿球状纳米花形，ReOsubgt;2/subgt;颗粒和Re颗粒生长在TiOsubgt;2/subgt;的表面，（ReOsubgt;2/subgt;+Re）∶TiOsubgt;2/subgt;的质量比为（0.5‑8）∶100。（1）、将高铼酸铵、锐钛矿球状纳米花形TiOsubgt;2/subgt;加入到溶剂中，分散均匀；（2）、将步骤（1）所得悬浊液在80‑100℃条件下蒸发除去溶剂后，将剩余固体产物在氮气氢气混合气或氩气氢气混合气气氛下450‑550℃下焙烧3‑9 h，即得本发明催化剂。所述催化剂在光催化水解制氢或光催化剂正丙醇制丙酸丙酯中的应用。本发明不仅可以使光催化水分解产氢反应速率由纯二氧化钛的0.02 mmol·hsupgt;‑1/supgt;·gsupgt;‑1/supgt;提高到3.75 mmol·hsupgt;‑1/supgt;·gsupgt;‑1/supgt;，提高了超过187倍；还可以实现光催化正丙醇分解，实现产氢与丙醛、丙酸丙酯的偶联反应。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种ReO₂/TiO₂/Re复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

二氧化钛作为典型的半导体光催化剂，具有无毒、丰度高和价格低等特点，可以用于光解水产氢领域来解决当前全球面临的能源危机及低碳排放等问题。然而，二氧化钛由于较宽的带隙以及光生电子易复合等问题导致其对太阳光利用率以及光催化量子效率均较低，无法满足工业化要求，所以需要对其进行改进和设计。此外，将光生电子用于光解水产氢的同时对光生空穴加以利用，实现氢气和高附加值的有机产物联产对于实际工业化应用意义更大。

发明内容

为了解决现有技术中二氧化钛催化剂存在的光解水产氢效率极低的问题，本发明的目的在于提供一种ReO₂/TiO₂/Re复合光催化剂及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种ReO₂/TiO₂/Re复合光催化剂，所述催化剂中，TiO₂为锐钛矿球状纳米花形，ReO₂颗粒和Re颗粒生长在TiO₂的表面，（ReO₂ + Re）∶TiO₂的质量比为（0.5-8）∶100 ，其中，ReO₂ + Re以金属Re的总量计。

较好地，（ReO₂ + Re）∶TiO₂的质量比为1∶100。

ReO₂/TiO₂/Re复合光催化剂的制备方法，制备步骤如下：

（1）、将高铼酸铵、锐钛矿球状纳米花形TiO₂加入到溶剂中，分散均匀；所述溶剂为水、无水乙醇或甲醇；高铼酸铵与TiO₂的质量用量比为（0.7-11.5）∶100，高铼酸铵与溶剂的用量配比为（0.7-11.5）mg∶（30-50）mL；

（2）、将步骤（1）所得悬浊液在80-100 ℃条件下蒸发除去溶剂后，将剩余固体产物在氮气氢气混合气或氩气氢气混合气气氛下450-550 ℃下焙烧3-9 h，即得本发明催化剂。

较好地，氮气氢气混合气中氢气占10-20 vol%，氩气氢气混合气中氢气占10-20vol%。

较好地，锐钛矿球状纳米花形TiO₂按下步骤制备获得：

（a）、按体积比钛酸四丁酯∶冰醋酸=（0.5-2）∶（30-50），将钛酸四丁酯加入到冰醋酸中，搅拌得乳浊液；将乳浊液在120-250 ℃下晶化6-15 h，然后自然冷却至室温，弃上清液后离心洗涤沉淀物，干燥；