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【I855490】水熱法製備光觸媒的方法、光觸媒及產氫方法
| 公告號 | I855490 公開202428360 |
| 公告日 | 2024/09/11 |
| 公報卷期 | 51-26 |
| 證書號 | I855490 |
| 申請號 | 112100137 E |
| 申請日 | 2023/01/03 |
| 公報IPC | B01J 37/10(2006.01); B01J 27/043(2006.01); B01J 35/00(2024.01); B01J 35/60(2024.01); B82Y 30/00(2011.01); B82Y 40/00(2011.01); C01B 3/04(2006.01) |
| 當前IPC | B01J 37/10(2006.01); B01J 27/043(2006.01); B01J 35/00(2024.01); B01J 35/60(2024.01); B82Y 30/00(2011.01); B82Y 40/00(2011.01); C01B 3/04(2006.01) |
| 申請人 | 國立高雄科技大學 高雄市三民區建工路415號 (中華民國) (TW) |
| 當前專利權人 | 國立高雄科技大學 |
| 發明人 | 楊文都 (中華民國) (TW); 郭誠敬 (中華民國) (TW); 邱茗煥 (中華民國) (TW); 黃朝偉 (中華民國) (TW) |
| 代理人 | 閻啓泰; 林景郁 |
| 當前代理人 | 閻啓泰; 林景郁 |
| 審查委員 | 陳子明 |
| 摘要 | 本發明提供一種水熱法製備光觸媒的方法，包含：步驟A：齊備硫化鉛/氧化鋅顆粒；步驟B：以該水熱法使硫化銅奈米顆粒附載於該硫化鉛/氧化鋅顆粒之表面，以獲得該光觸媒，且該光觸媒為硫化銅/硫化鉛/氧化鋅顆粒。本發明能將不同的能隙能量結合在一起，有助於將氧化鋅光觸媒主要的吸光範圍從紫外光區延伸至可見光區和近紅外光區，進而有效提升光觸媒的光催化活性，以提升光觸媒的產氫效率。本發明另提供一種由前述方法所製得的光觸媒和使用前述光觸媒的產氫方法，並透過添加犧牲劑進一步提升產氫率。 |
| 引用非專利 | 期刊 Nandi, P. and Debajyoti Das. ZnO/CdS/CuS heterostructure: A suitable candidate for applications in visible-light photocatalysis. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 160. 2022. 110344.; 期刊 Shi, Xi-Feng & Xia, Xin-Yuan & Cui, Guan-Wei & Deng, Ning & Zhao, Ying-Qiang & Zhuo, Lin-Hai & Tang, Bo. Multiple exciton generation application of PbS quantum dots in ZnO@PbS/graphene oxide for enhanced photocatalytic activity. Applied Catalysis B: Environmental. 163. 2015. 123–128. |
專利範圍 
| 專利範圍 | 1.一種水熱法製備光觸媒的方法，包含：步驟A1：齊備氧化鋅顆粒；步驟A2：將乙酸鉛水溶液和該氧化鋅顆粒混合，以形成第一混合溶液；步驟A3：將該第一混合溶液與硫乙醯胺水溶液混合，以形成第二混合溶液；其中，該硫乙醯胺水溶液的體積莫耳濃度大於該乙酸鉛水溶液的體積莫耳濃度；以及步驟A4：將該第二混合溶液置於一高壓釜中以水熱法加熱，以獲得硫化鉛/氧化鋅顆粒；其中，該步驟A4的水熱法的加熱溫度為100℃至190℃，該步驟A4的水熱法的持溫時間為24小時至48小時；步驟B1：將硝酸銅水溶液和該硫化鉛/氧化鋅顆粒混合，以形成第三混合溶液；步驟B2：將硫乙醯胺水溶液加入該第三混合溶液中，以形成第四混合溶液；以及步驟B3：將該第四混合溶液置於一高壓釜中以水熱法加熱，以獲得該光觸媒，且該光觸媒為硫化銅/硫化鉛/氧化鋅顆粒；其中，該步驟B3的水熱法的加熱溫度為60℃至80℃，該步驟B3的水熱法的持溫時間為12小時至36小時。 2.如請求項1所述之方法，其中在該步驟B2中，調整該第四混合溶液的酸鹼值，使該第四混合溶液的酸鹼值為10至13。 3.如請求項1所述之方法，其中在該步驟B1中，以該硫化鉛/氧化鋅顆粒之重量為12重量份為基準，該硝酸銅水溶液所含硝酸銅的含量為0.06重量份至0.51重量份。 4.一種光觸媒，其由如請求項1至3中任一項所述之方法所製得。 5.如請求項4所述的光觸媒，其中該光觸媒中的硫化鉛的能隙值為0.75eV至0.95eV，該光觸媒中的硫化銅奈米顆粒的能隙值為2.15eV至2.21eV，且該光觸媒中的氧化鋅的能隙值為3.25eV至3.31eV。 6.如請求項4所述的光觸媒，其中該光觸媒中的硫化銅奈米顆粒的粒徑為30奈米至40奈米，該光觸媒中的硫化鉛量子點的粒徑為4奈米至6奈米，且該光觸媒中的氧化鋅顆粒的粒徑為400奈米至600奈米；以及該光觸媒的比表面積為20m2/g至35m2/g，孔體積為0.15cm3/g至0.3cm3/g，且孔徑為28奈米至41奈米。 7.一種產氫方法，其包含：齊備步驟：混合如請求項4至6中任一項所述的光觸媒、水和一犧牲劑，以獲得一反應溶液；以及照光步驟：提供一光源照射該反應溶液進行水解反應，以獲得氫氣。 8.如請求項7所述之產氫方法，其中該犧牲劑包含硫化鈉和亞硫酸鈉混合液，或甲醇，且該水與該犧牲劑的體積比值為3.5倍至4.5倍。 |
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