CN114618537B - 一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂及制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂及制备方法及应用。所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂采用红磷和钛酸锶制备，具体是红磷均匀附着在钛酸锶的(110)及(100)晶面上，形成红磷/钛酸锶异质结结构。本发明具有制备方法工艺简单，制备时间短，条件温和，成本低廉，可实现规模性生产，且本发明制备的红磷/钛酸锶异质结光催化剂通过形成异质结结构的方式增强了光生载流子的分离和传输效率，光谱响应拓宽至425nm‑780nm，红磷/钛酸锶异质结光催化剂的光催化水解产氢活性有了大幅度提高，循环稳定性好，异质结的形成，克服了红磷光生电子和光生空穴复合快的缺点，拓宽了钛酸锶的可见光响应范围，提高了光催化活性的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种光催化剂，特别是一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂及制备方法及应用。
背景技术
社会进步需要能源的持续供应，化石能源的过度开采已经给地球带来了环境危机。因此，需要大力发展可再生能源，用可再生能源全面取代化石能源。氢具有较高的能量密度和燃烧值，是一种很有前途的清洁化学燃料。与其他方法相比，光催化分解水制氢是一种成本低、环境友好的方法。而开发高效的光催化剂一直科学界的目标之一。
钛酸锶(SrTiO3)光催化剂是一种钙钛矿型三元氧化物，具有较强的氧化还原能力、良好的物理化学稳定性及环境友好等特点，在光催化各领域得到了广泛应用，如制氢/降解/光电催化等。但钛酸锶的带隙为3.2eV，仅响应紫外光，这极大地限制了钛酸锶在光催化领域的进一步发展。探索具有可见光相应的钛酸锶基光催化剂是满足未来能源需求的一个重要的目标。
通过更深入地研究发现，对钛酸锶进行改性处理如构筑异质结，可以拓宽其光响应范围，降低光生电子－空穴复合率，从而提高光催化活性。因此，钛酸锶基光催化剂异质结构具有重要的科学和现实意义。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂及制备方法及应用。本发明具有制备方法工艺简单，制备时间短，条件温和，成本低廉，可实现规模性生产，且本发明制备的红磷/钛酸锶异质结光催化剂通过形成异质结结构的方式增强了光生载流子的分离和传输效率，相较于纯的红磷或纯的钛酸锶，光谱响应拓宽至425nm-780nm，红磷/钛酸锶异质结光催化剂的光催化水解产氢活性有了大幅度提高，循环稳定性好，异质结的形成，克服了红磷光生电子和光生空穴复合快的缺点，拓宽了钛酸锶的可见光响应范围，提高了光催化活性。
本发明的技术方案：一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂，所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂采用红磷和钛酸锶制备，具体是红磷均匀附着在钛酸锶的(110)及(100)晶面上，形成红磷/钛酸锶异质结结构。
前述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂中，所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂：采用红磷和钛酸锶通过水热法原位合成制备，其中红磷与钛酸锶的摩尔比为0.125-1:1。
前述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，包括有以下步骤：
(1)将红磷放入水中超声分散，得红磷悬浮液，为A品；
(2)将钛酸四丁酯溶解在乙二醇溶液中，得B品；然后在搅拌下，向B品中依次加入硝酸锶溶液和氢氧化钠溶液，得C品；
(3)将C品转移至反应容器中，进行水热反应，自然冷却，然后调节pH，得D品；
(4)在搅拌下，将A品加入D品中，混合均匀后，得E品，将E品进行水热反应，并自然冷却，采用去离子水和乙醇洗涤、干燥，即得红磷/钛酸锶异质结光催化剂。
前述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法中，所述步骤(1)中，将红磷放入水中超声分散5-15min，得红磷悬浮液，为A品；所述红磷悬浮液的浓度为1-2mg/mL。
前述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法中，所述步骤(2)中，按比例，将3-4g钛酸四丁酯溶解在40mL浓度为98％的乙二醇溶液中，得B品；然后在磁力搅拌下向B品中依次加入20mL浓度为0.44-0.58mol/L的硝酸锶溶液和10mL浓度为4.4-5.8mol/L的氢氧化钠溶液，得C品。
前述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法中，所述步骤(2)中，按比例，将3.4g钛酸四丁酯溶解在40mL浓度为98％的乙二醇溶液中，得B品；然后在磁力搅拌下向B品中依次加入20mL浓度为0.5mol/L的硝酸锶溶液和10mL浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液，得C品；所述向B品中加入硝酸锶溶液时采用逐滴加入的方式。
前述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法中，所述步骤(3)中，将C品转移至反应容器中，进行水热反应，水热反应的温度为120-180℃，时间为12-24h，自然冷却至20-30℃，然后调节pH为6.8-7.2，得D品；所述调节pH为6.8-7.2，具体是采用0.5-1mol/L的HNO3溶液调节pH为6.8-7.2；浓HNO3具有氧化性，会将红磷氧化，所以必须使用低浓度的硝酸来调节pH。
前述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法中，所述步骤(4)中，在搅拌下，将A品加入D品中，混合均匀后，得E品，E品中红磷与钛酸锶的摩尔比为0.125-1:1，将E品进行水热反应，水热反应的温度为120-180℃，时间为6-24h，并自然冷却至20-30℃，采用去离子水和乙醇洗涤、干燥，即得红磷/钛酸锶异质结光催化剂。
前述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法中，所述E品中红磷与钛酸锶的摩尔比为1:1；所述采用去离子水和乙醇洗涤、干燥具体是用去离子水和乙醇交替洗涤2-4次，然后在50-70℃下真空干燥10-12h。
前述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的应用：是将所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂在425nm-780nm波长的光催化分解水产氢中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明红磷/钛酸锶异质结光催化剂的原料均为常用化学试剂，且来源广泛，价廉易得；且与高温煅烧法相比，反应设备简单，反应条件温和，同时只进行水热过程，合成温度低，制备步骤简单；
2、本发明制得的红磷/钛酸锶异质结光催化剂光生载流子分离效率高，光致发光低；
3、本发明制得的红磷/钛酸锶异质结光催化剂相较于单一钛酸锶光催化分解水产氢活性有较大提高；本发明红磷/钛酸锶异质结光催化剂在可见光光催化分解水产氢活性可高达196.75μmol/(h·g)，是纯红磷的9.15倍，而纯钛酸锶在可见光下无产氢活性；在425nm-780nm波长的光照射下能实现光催化分解水，通过紫外-分光光谱测试可以看出，并且使用配有λ≥420nm滤波片的300W氙灯光源(CEL-HXUV300-T3)模拟太阳光照射光催化评价***测试得出相关数据。
4、本发明利用XRD、SEM和TEM等多种表征手段对其晶体结构、形貌特征、光吸收性能进行了表征，证明了RP与SrTiO3紧密接触，形成了异质结构，对提高SrTiO3的光吸收和克服RP光生电子和光生空缺复合快的缺点具有重要的意义，异质结的形成，克服了红磷光生电子和光生空穴复合快的缺点，拓宽了钛酸锶的可见光响应范围，提高了光催化活性。
综上所述，本发明具有制备方法工艺简单，制备时间短，条件温和，成本低廉，可实现规模性生产，且本发明制备的红磷/钛酸锶异质结光催化剂通过形成异质结结构的方式增强了光生载流子的分离和传输效率，相较于纯的红磷或纯的钛酸锶，光谱响应拓宽至425nm-780nm，红磷/钛酸锶异质结光催化剂的光催化水解产氢活性有了大幅度提高，循环稳定性好，异质结的形成，克服了红磷光生电子和光生空穴复合快的缺点，拓宽了钛酸锶的可见光响应范围，提高了光催化活性的有益效果。
附图说明
图1是本发明实施例、对比例1和对比例2的可见光光催化分解水产氢活性速率图；
图2是本发明实施例、对比例1和对比例2的X-射线衍射图；
图3是本发明实施例4、对比例1和对比例2的瞬时光电流i-t曲线图；
图4是本发明实施例4、对比例1和对比例2的阻抗(EIS)曲线图；
图5是本发明实施例4、对比例1和对比例2的光致发光光谱图；
图6是本发明实施例4、对比例1和对比例2的紫外-可见吸收光谱图；
图7是本发明实施例4、对比例1和对比例2的扫描电镜图和EDX mapping图；
图8是本发明实施例4、对比例1和对比例2的透射电镜图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂，所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂采用红磷和钛酸锶制备，具体是红磷均匀附着在钛酸锶的(110)及(100)晶面上，形成红磷/钛酸锶异质结结构。
所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂：采用红磷和钛酸锶通过水热法原位合成制备，其中红磷与钛酸锶的摩尔比为0.125:1。
所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，包括有以下步骤：
(1)将红磷放入水中超声分散5min，得红磷悬浮液，为A品；所述红磷悬浮液的浓度为1mg/mL；
(2)所述步骤(2)中，按比例，将3g钛酸四丁酯溶解在40mL浓度为98％的乙二醇溶液中，得B品；然后在磁力搅拌下向B品中依次加入20mL浓度为0.44mol/L的硝酸锶溶液和10mL浓度为4.4mol/L的氢氧化钠溶液，得C品；
(3)将C品转移至反应容器中，进行水热反应，水热反应的温度为120℃，时间为12h，自然冷却至20℃，然后调节pH为6.8，得D品；所述调节pH为6.8，具体是采用0.5mol/L的HNO3溶液调节pH为6.8；
(4)在搅拌下，将A品加入D品中，混合均匀后，得E品，E品中红磷与钛酸锶的摩尔比为0.125:1，将E品进行水热反应，水热反应的温度为120℃，时间为6h，并自然冷却至20℃，采用去离子水和乙醇交替洗涤2次，然后在50℃下真空干燥10h，即得红磷/钛酸锶异质结光催化剂，标记为P0.125/STO。
实施例2。一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂，所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂采用红磷和钛酸锶制备，具体是红磷均匀附着在钛酸锶的(110)及(100)晶面上，形成红磷/钛酸锶异质结结构。
所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂：采用红磷和钛酸锶通过水热法原位合成制备，其中红磷与钛酸锶的摩尔比为0.25:1。
所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，包括有以下步骤：
(1)将红磷放入水中超声分散10min，得红磷悬浮液，为A品；所述红磷悬浮液的浓度为1.5mg/mL；
(2)所述步骤(2)中，按比例，将3.4g钛酸四丁酯溶解在40mL浓度为98％的乙二醇溶液中，得B品；然后在磁力搅拌下向B品中依次加入20mL浓度为0.5mol/L的硝酸锶溶液和10mL浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液，得C品；
(3)将C品转移至反应容器中，进行水热反应，水热反应的温度为150℃，时间为20h，自然冷却至25℃，然后调节pH为7，得D品；所述调节pH为7，具体是采用0.8mol/L的HNO3溶液调节pH为7；
(4)在搅拌下，将A品加入D品中，混合均匀后，得E品，E品中红磷与钛酸锶的摩尔比为0.25:1，将E品进行水热反应，水热反应的温度为150℃，时间为18h，并自然冷却至25℃，采用去离子水和乙醇交替洗涤3次，然后在60℃下真空干燥11h，即得红磷/钛酸锶异质结光催化剂，标记为P0.25/STO。
实施例3。一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂，所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂采用红磷和钛酸锶制备，具体是红磷均匀附着在钛酸锶的(110)及(100)晶面上，形成红磷/钛酸锶异质结结构。
所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂：采用红磷和钛酸锶通过水热法原位合成制备，其中红磷与钛酸锶的摩尔比为0.5:1。
所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，包括有以下步骤：
(1)将红磷放入水中超声分散10min，得红磷悬浮液，为A品；所述红磷悬浮液的浓度为1.5mg/mL；
(2)所述步骤(2)中，按比例，将3.4g钛酸四丁酯溶解在40mL浓度为98％的乙二醇溶液中，得B品；然后在磁力搅拌下向B品中依次加入20mL浓度为0.5mol/L的硝酸锶溶液和10mL浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液，得C品；
(3)将C品转移至反应容器中，进行水热反应，水热反应的温度为160℃，时间为18h，自然冷却至26℃，然后调节pH为7.1，得D品；所述调节pH为7.1，具体是采用0.9mol/L的HNO3溶液调节pH为7.1；
(4)在搅拌下，将A品加入D品中，混合均匀后，得E品，E品中红磷与钛酸锶的摩尔比为0.5:1，将E品进行水热反应，水热反应的温度为160℃，时间为22h，并自然冷却至27℃，采用去离子水和乙醇交替洗涤3次，然后在60℃下真空干燥12h，即得红磷/钛酸锶异质结光催化剂，标记为P0.5/STO。
实施例4。一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂，所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂采用红磷和钛酸锶制备，具体是红磷均匀附着在钛酸锶的(110)及(100)晶面上，形成红磷/钛酸锶异质结结构。
所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂：采用红磷和钛酸锶通过水热法原位合成制备，其中红磷与钛酸锶的摩尔比为1:1。
所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，包括有以下步骤：
(1)将红磷放入水中超声分散15min，得红磷悬浮液，为A品；所述红磷悬浮液的浓度为2mg/mL；
(2)所述步骤(2)中，按比例，将4g钛酸四丁酯溶解在40mL浓度为98％的乙二醇溶液中，得B品；然后在磁力搅拌下向B品中依次加入20mL浓度为0.58mol/L的硝酸锶溶液和10mL浓度为5.8mol/L的氢氧化钠溶液，得C品；
(3)将C品转移至反应容器中，进行水热反应，水热反应的温度为180℃，时间为24h，自然冷却至30℃，然后调节pH为7.2，得D品；所述调节pH为7.2，具体是采用1mol/L的HNO3溶液调节pH为7.2；
(4)在搅拌下，将A品加入D品中，混合均匀后，得E品，E品中红磷与钛酸锶的摩尔比为0.125:1，将E品进行水热反应，水热反应的温度为180℃，时间为24h，并自然冷却至30℃，采用去离子水和乙醇交替洗涤4次，然后在70℃下真空干燥12h，即得红磷/钛酸锶异质结光催化剂，标记为P1.0/STO。
对比例1：钛酸锶催化剂
在20-30℃条件下，将10mmol钛酸四丁酯溶解在40mL乙二醇溶液中，连续搅拌1h后，形成A液，然后将20mL的106g/L高纯硝酸锶溶液滴加至持续磁力搅拌的A液中，A液中形成白色胶体B；再向A溶液中滴加10mL的200g/L氢氧化钠溶液，溶液逐渐澄清后，继续搅拌30min，得到混合均匀的C液；将C液转移至100mL带不锈钢外壳的聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下进行水热反应24h，反应结束后待反应釜自然冷却至20-30℃，然后将所得物经用去离子水和乙醇交替洗涤2-4次，然后在50-70℃下真空干燥10-12h，即制得钛酸锶催化剂，标记为STO。
对比例2：红磷催化剂
在20-30℃条件下，将市售红磷研磨后用120目筛网筛分，称取3g分散于由55mL水、5mL乙二醇和0.12g氢氧化钠组成的反应液中，搅拌30min后，转移至100mL带不锈钢外壳的聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下进行水热反应24h，反应完成后自然冷却至20-30℃，将产物用去离子水和乙醇交替洗涤2-4次，然后在50-70℃下真空干燥10-12h，红磷催化剂，标记为RP。
实验证明：
对本发明实施例1-4中所制得的红磷/钛酸锶异质结光催化剂，以及对比例1所得的钛酸锶催化剂(STO)、对比例2所得的红磷催化剂(RP)进行光催化分解水产氢活性评价，具体操作步骤为：
取一定量的催化剂样品分散在特定体积分数的Na2S和Na2SO3混合溶液中。实验Na2S和Na2SO3混合溶液采用作为牺牲试剂以消耗光生空穴，抑制其与光生电子的复合，帮助改善催化剂的光催化产氢活性。并超声分散10min。将其置于光催化反应***中，整个***用真空泵抽至真空，以去除反应液中的空气，使实验数据更准确，而恒温冷却***确保整个产氢过程处于室温状态。活性测试采用外照式300W氙灯作为光源进行产氢实验测试，在光源上添加滤波片(λ≥420nm)得到可见光照射，产生的氢气通过封闭的气体循环***，进入带有热导检测器的在线气相色谱仪(GC-7900)中进行测量，每间隔一个小时测量一次氢气，测得的5组数据最后进行拟合得到平均产氢量。采用单位时间内、一定剂量的光催化剂产生的氢气量来表示光催化分解水产氢的光催化剂的活性高低。在光催化产氢前要先进行标基线，用于确定实际测得的产氢量。
图1为本发明实施例1-4、对比例1和对比例2的光催化分解水产氢速率图。可以看到本发明所有实施例的光催化分解水产氢活性均高于对比例，且P1.0/STO产氢速率约为196.75μmol/(h·g)，是RP的9.15倍，而STO在可见光下无产氢活性。
图2为本发明实施例1-4、对比例1和对比例2的X射线衍射图谱，与标准卡片(SrTiO3：JCPDS:35-0734，RP:PDF:44-0609)对比可知，本发明实施例均存在钛酸锶和红磷两种物质，结晶良好，且不存在其他杂相，同时随着红磷加入量的增加，红磷的衍射峰逐渐增强；对比例1的STO为纯的钛酸锶，对比例2的RP为纯的红磷。
图3为本发明实施例4、对比例1和对比例2的瞬时光电流i-t曲线图，瞬时光电流i-t曲线能够反映光生电子空穴对的分离能力。所有的样品，在光照射时能够迅速产生可重复的光电流响应，与STO和RP相比，P1.0/STO对光更为敏感且电流密度更高，表明拥有异质结结构的红磷/钛酸锶复合材料具有更强的光电转换能力。
图4为本发明为实施例4、对比例1和对比例2的阻抗(EIS)曲线图，复合样品P1.0/STO与RP和STO相比具有更小的尼奎斯特不完全半圆半径，这表明了复合物异质结形成之后，电荷转移电阻变小，光电流响应更强的，表明红磷/钛酸锶异质结光催化剂的光生电子-空穴对的有效分离和界面电荷的快速转移，延长了光生载流子的寿命，证明了异质结提高了光催化的活性。
图5为本发明实施例4、对比例1和对比例2的光致发光光谱图，由于光致发光光谱发射信号是来源于光生电子-空穴对复合时所释放的能量，因此可以用来研究半导体催化剂中载流子的转移和分离，进而来表征半导体中被激发的光生载流子的寿命，P1.0/STO的光谱强度比STO及RP光谱强度均有所下降，揭示了RP颗粒能够有效的捕获光生电子，进而抑制光生电子-空穴对的直接复合，延长了载流子电荷的寿命，表现出更高的光催化分解水产氢活性。
图6为本发明实施例4、对比例1和对比例2的紫外-可见吸收光谱图，STO的吸收边在400nm左右，RP的吸收边在750nm附近。然而，制备的P1.0/STO吸收带边明显红移，光谱响应拓宽至425nm-780nm，拓宽了可见光吸收范围，优于纯RP和SrTiO3。同时可以看出P1.0/SrTiO3复合材料的吸收阈值较SrTiO3的吸收阈值大，比RP的吸收阈值小，但是光吸收强度要比RP的大，这是因为RP和SrTiO3复合后形成的异质结使光生载流子得到有效地分离，说明P1.0/SrTiO3异质结有很好的可见光光解水制氢性能。
图7是本发明实施例4、对比例1和对比例2的扫描电镜图以及EDX mapping图，纳米片状的钛酸锶和颗粒状的红磷已经复合到一起，且分布均匀，复合后P1.0/STO异质结的EDXmapping分布图，可以观察到Ti、O、Sr、P等元素。
图8是本发明实施例4、对比例1和对比例2的透射电镜图，SrTiO3为纳米薄片结构且生长均匀，HRTEM图像显示样品晶格间距为0.27nm和0.395nm，分别对应钙钛矿SrTiO3的(110)和(100)晶面。而RP属于无定形结构没有晶格条纹，复合材料中形成了清晰的接触界面表明两者紧密接触，形成了异质结构。纳米片状的钛酸锶和颗粒状的红磷已经复合到一起，红磷均匀附着在钛酸锶的(110)和(100)晶面上。综合XRD、SEM和EDX谱图可以得出，本发明的SrTiO3和RP复合可以形成分散均匀的异质结。
综合XRD以及SEM、TEM的结果P1.0/STO异质结材料复合比较均匀，本申请人还对其它实施例制得的P0.125/STO、P0.25/STO、P0.5/STO催化剂进行了上诉3-8的实验表征测试和分析，所得的结果与上述的测试及分析结果相当。
综上所述，本发明提供一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂及制备方法及应用，所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂采用红磷和钛酸锶制备，具体是红磷均匀附着在钛酸锶的(110)和(100)晶面上，形成红磷/钛酸锶异质结结构；红磷和钛酸锶的独特相互作用增强了催化剂对光的吸收性能并加快光生载流子的输运过程，减小了电子-空穴对的复合几率，进而有效提高其光催化产氢特性，相较于纯的红磷或纯的钛酸锶，光谱响应拓宽至425nm-780nm。在可见光照射下，本发明提供的红磷/钛酸锶异质结光催化剂具有较高的产氢速率，并且制备方法工艺简单，条件温和，成本低廉，可实现规模性生产。
Claims (8)
1.一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂，其特征在于：所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂采用红磷和钛酸锶制备，具体是红磷均匀附着在钛酸锶的(110)及(100)晶面上，形成红磷/钛酸锶异质结结构；
所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂：采用红磷和钛酸锶通过水热法原位合成制备，其中红磷与钛酸锶的摩尔比为0.125-1:1；
所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，包括有以下步骤：
(1)将红磷放入水中超声分散，得红磷悬浮液，为A品；
(2)将钛酸四丁酯溶解在乙二醇溶液中，得B品；然后在搅拌下，向B品中依次加入硝酸锶溶液和氢氧化钠溶液，得C品；
(3)将C品转移至反应容器中，进行水热反应，自然冷却，然后调节pH，得D品；
(4)在搅拌下，将A品加入D品中，混合均匀后，得E品，将E品进行水热反应，并自然冷却，采用去离子水和乙醇洗涤、干燥，即得红磷/钛酸锶异质结光催化剂。
2.根据权利要求1所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，将红磷放入水中超声分散5-15min，得红磷悬浮液，为A品；所述红磷悬浮液的浓度为1-2mg/mL。
3.根据权利要求1所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，按比例，将3-4g钛酸四丁酯溶解在40mL浓度为98％的乙二醇溶液中，得B品；然后在磁力搅拌下向B品中依次加入20mL浓度为0.44-0.58mol/L的硝酸锶溶液和10mL浓度为4.4-5.8mol/L的氢氧化钠溶液，得C品。
4.根据权利要求3所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，按比例，将3.4g钛酸四丁酯溶解在40mL浓度为98％的乙二醇溶液中，得B品；然后在磁力搅拌下向B品中依次加入20mL浓度为0.5mol/L的硝酸锶溶液和10mL浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液，得C品；所述向B品中加入硝酸锶溶液时采用逐滴加入的方式。
5.根据权利要求1所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，将C品转移至反应容器中，进行水热反应，水热反应的温度为120-180℃，时间为12-24h，自然冷却至20-30℃，然后调节pH为6.8-7.2，得D品；所述调节pH为6.8-7.2，具体是采用0.5-1mol/L的HNO3溶液调节pH为6.8-7.2。
6.根据权利要求1所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，在搅拌下，将A品加入D品中，混合均匀后，得E品，E品中红磷与钛酸锶的摩尔比为0.125-1:1，将E品进行水热反应，水热反应的温度为120-180℃，时间为6-24h，并自然冷却至20-30℃，采用去离子水和乙醇洗涤、干燥，即得红磷/钛酸锶异质结光催化剂。
7.根据权利要求6所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的制备方法，其特征在于：所述E品中红磷与钛酸锶的摩尔比为1:1；所述采用去离子水和乙醇洗涤、干燥具体是用去离子水和乙醇交替洗涤2-4次，然后在50-70℃下真空干燥10-12h。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的红磷/钛酸锶异质结光催化剂的应用：是将所述红磷/钛酸锶异质结光催化剂在425nm-780nm波长的光催化分解水产氢中的应用。
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