RU2522605C2 - Photocatalyst, method of its preparation and method of hydrogen obtaining - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: photocatalyst for obtaining hydrogen from a water solution of glycerol under impact of visible radiation with a composition: Pt/Cd_1-xZn_xS/ZnO/Zn(OH)₂, where: x=0.5-0.9, a weight part of platinum constitutes 0.1-1%, is prepared from a mixture of solutions of cadmium and zinc salts, hydroxides of which are precipitated by addition of sodium hydroxide. After that, sulphidation of hydroxides with sodium sulphide is performed. The obtained sediment is dried at a temperature of 60-150°C, impregnated with a solution of H₂PtCl₆ in hydrochloric acid and reduced with NaBH₄ solution.

EFFECT: invention makes it possible to increase the photocatalytic activity of the catalyst.

3 cl, 1 dwg, 5 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам получения катализатора на основе твердых растворов сульфидов кадмия и цинка с высокой дисперсностью, применяемого преимущественно в качестве фотокатализатора для процессов фотокаталитического выделения водорода из водных растворов органических веществ под действием видимого излучения.The invention relates to methods for producing a catalyst based on solid solutions of cadmium and zinc sulfides with high dispersion, used mainly as a photocatalyst for the processes of photocatalytic hydrogen evolution from aqueous solutions of organic substances under the influence of visible radiation.

Сульфид кадмия является первым фотокатализатором, который стали применять для получения водорода путем облучения его водных растворов видимым светом, используя сульфид-ионы в качестве донора электронов [Груздков Ю.А., Савинов Е.Н., Пармон В.Н. // Химия высоких энергий. 1986. Т.20. №5. С.445.]. Сульфид кадмия характеризуется наличием запрещенной зоны шириной 2.4 эВ, положения валентных зон и зон проводимости пригодны для фотокаталитического разложения воды [Zhu J., Zäch M. // Curr.Opin. Colloid. In. 2009. V.14. №4. P.260]. Однако сульфид-ион легко окисляется фотогенерированными дырками в сульфат с выходом в раствор ионов Cd²⁺.Cadmium sulfide is the first photocatalyst to be used to produce hydrogen by irradiating its aqueous solutions with visible light, using sulfide ions as an electron donor [Gruzdkov Yu.A., Savinov EN, Parmon VN // Chemistry of high energies. 1986.V.20. No. 5. P.445.]. Cadmium sulfide is characterized by the presence of a band gap of 2.4 eV wide, the positions of the valence and conduction bands are suitable for the photocatalytic decomposition of water [Zhu J., Zäch M. // Curr.Opin. Colloid. In. 2009. V.14. Number 4. P.260]. However, the sulfide ion is easily oxidized by photogenerated holes to sulfate with the release of Cd ²⁺ ions into the solution.

Одним из способов повышения фотокаталитической активности сульфида кадмия является создание композитных материалов на основе CdS и более широкозонных проводников, например ZnS. ZnS и CdS имеют схожую кристаллическую структуру, поэтому они довольно легко образуют твердые растворы Cd_1-xZn_xS. Кроме того, использование таких систем выгодно с практической точки зрения, так как их получают из достаточно дешевых предшественников. Ширину запрещенной зоны легко варьировать изменяя мольное соотношение компонентов [Chen J., Lin Sh., Yan G., Yang L., Chen X. // Catal. Commun. 2008. V.9. №1. P.65]. Ранее было показано, что эффективное выделение водорода на сульфидных фотокатализаторах Cd_1-xZn_xS возможно без добавления благородных металлов [Zhang W., Xu R. // Int. J.Hydrogen Energy. 2009. V.34. №20. P.8495], что позволяет еще более снизить стоимость материалов. Основным недостатком предложенных выше фотокатализаторов является высокая эффективность в реакции фотокаталитического выделения водорода под действием видимого излучения лишь в присутствии серасодержащих доноров электронов - сульфидов калия или натрия или сероводорода.One of the ways to increase the photocatalytic activity of cadmium sulfide is to create composite materials based on CdS and wider-gap conductors, for example ZnS. ZnS and CdS have a similar crystalline structure; therefore, they easily form solid solutions of Cd _1-x Zn _x S. In addition, the use of such systems is advantageous from a practical point of view, since they are obtained from fairly cheap precursors. The band gap is easy to vary by changing the molar ratio of the components [Chen J., Lin Sh., Yan G., Yang L., Chen X. // Catal. Commun. 2008. V.9. No. 1. P.65]. It was previously shown that efficient hydrogen evolution on Cd _1-x Zn _x S sulfide photocatalysts is possible without the addition of noble metals [Zhang W., Xu R. // Int. J. Hydrogen Energy. 2009. V.34. No. 20. P.8495], which further reduces the cost of materials. The main disadvantage of the photocatalysts proposed above is the high efficiency in the photocatalytic hydrogen evolution under the action of visible radiation only in the presence of sulfur-containing electron donors - potassium or sodium sulfides or hydrogen sulfide.

Использование в качестве доноров электронов органических веществ более выгодно с практической точки зрения: большинство загрязнителей воды - органические вещества, таким образом можно достигнуть одновременной очистки воды и выделения водорода. Кроме того, многие органические вещества являются элементами биомассы (одноатомные и многоатомные спирты, глюкоза), следовательно, дешевы и легко доступны. Однако фотокатализаторное выделение водорода из водных растворов органических веществ под видимым светом описано лишь в нескольких статьях [Huan Xin Sang, Xi Tao Wang, Can Can Fan, Fen Wang // Int. J.Hydrogen Energy - 2012. - V.37. - P.1348, Li Zh., Liu J., Wang D., Gao Y., Shen J. // Int. J.Hydrogen Energy - 2012. - V.37. - P.6431]. Было показано, что для эффективного выделения водорода необходимо синтезировать многофазные полупроводниковые катализаторы: ZnS/ZnO [Huan Xin Sang, Xi Tao Wang, Can Can Fan, Fen Wang // Int. J.Hydrogen Energy - 2012. - V.37. - P.1348], Cd_1-xZnS/SiO₂ [Fan C., Wang X., Sang H., Wang F. // International Journal of Photoenergy - 2012. Article ID 492746].The use of organic substances as electron donors is more beneficial from a practical point of view: most water pollutants are organic substances, thus, simultaneous purification of water and hydrogen evolution can be achieved. In addition, many organic substances are elements of biomass (monohydric and polyhydric alcohols, glucose), therefore, are cheap and easily available. However, the photocatalyst release of hydrogen from aqueous solutions of organic substances under visible light is described only in a few articles [Huan Xin Sang, Xi Tao Wang, Can Can Fan, Fen Wang // Int. J.Hydrogen Energy - 2012 .-- V.37. - P.1348, Li Zh., Liu J., Wang D., Gao Y., Shen J. // Int. J.Hydrogen Energy - 2012 .-- V.37. - P.6431]. It was shown that for efficient hydrogen evolution it is necessary to synthesize multiphase semiconductor catalysts: ZnS / ZnO [Huan Xin Sang, Xi Tao Wang, Can Can Fan, Fen Wang // Int. J.Hydrogen Energy - 2012 .-- V.37. - P.1348], Cd _1-x ZnS / SiO ₂ [Fan C., Wang X., Sang H., Wang F. // International Journal of Photoenergy - 2012. Article ID 492746].

Известен способ получения многофазных композитных фотокатализаторов, предложенный [Yuexiang Li, Gangfeng Ma, Shaoqin Peng, Gongxuan Lu, Shuben Li, Applied Catalysis A: General 363 (2009) 180-187] для получения ZnS/ZnO/Zn(OH)₂, состоящий в том, что сначала проводится осаждение сульфида и гидроксида цинка из водного раствора нитрата цинка путем добавления смеси гидроксида и сульфида натрия, а затем прокаливание выпавшего осадка при температурах от 300 до 600°С. Существенным недостатком данного способа является прокаливание при довольно высоких температурах, за счет чего падает удельная поверхность образцов и растет размер кристаллитов.A known method for producing multiphase composite photocatalysts proposed by [Yuexiang Li, Gangfeng Ma, Shaoqin Peng, Gongxuan Lu, Shuben Li, Applied Catalysis A: General 363 (2009) 180-187] to obtain ZnS / ZnO / Zn (OH) ₂ , consisting in that, first, zinc sulfide and hydroxide are precipitated from an aqueous solution of zinc nitrate by adding a mixture of sodium hydroxide and sodium sulfide, and then the precipitate is calcined at temperatures from 300 to 600 ° C. A significant disadvantage of this method is calcination at rather high temperatures, due to which the specific surface of the samples decreases and the crystallite size grows.

Наиболее близкими к данному изобретению являются фотокатализаторы состава Cd_1-xZn_xS с добавками сульфидов Me, где: Me - Мо, V, Al, Cs, Ti, Mn, Fe, Pd, Pt, P, Cu, Ag, Ir, Sb, Pb, Ga и нанесенными благородными металлами, такими как Pt, Ru, Ir, Co, Rh, Cu, Pd, Ni и нанесенными оксидами этих металлов [RU 2199390, B01J 27/04, С01В 3/06, 27.02.2001; RU 2238145, B01J 27/04, C01B 3/06, 20.06.2003; RU 2175888, B01J 27/04, C01B 3/06, 20.11.2001; CA 2332544, B01J 23/06, 22.02.2000]. Получение фотокатализаторов в приведенных выше случаях происходит путем осаждения сульфидов из смеси растворов солей цинка, кадмия и Me, где: Me - Мо, V, Al, Cs, Ti, Mn, Fe, Pd, Pt, P, Cu, Ag, Ir, Sb, Pb, Ga водным раствором сульфида натрия или газообразным H₂S с дальнейшей сушкой и нанесением благородных металлов. Closest to this invention are photocatalysts of the composition Cd _1-x Zn _x S with additives of sulfides Me, where: Me - Mo, V, Al, Cs, Ti, Mn, Fe, Pd, Pt, P, Cu, Ag, Ir, Sb, Pb, Ga and supported noble metals such as Pt, Ru, Ir, Co, Rh, Cu, Pd, Ni and supported oxides of these metals [RU 2199390, B01J 27/04, C01B 3/06, 02.27.2001; RU 2238145, B01J 27/04, C01B 3/06, 06/20/2003; RU 2175888, B01J 27/04, C01B 3/06, 11/20/2001; CA 2332544, B01J 23/06, 02.22.2000]. The preparation of photocatalysts in the above cases occurs by precipitation of sulfides from a mixture of solutions of zinc, cadmium and Me salts, where: Me - Mo, V, Al, Cs, Ti, Mn, Fe, Pd, Pt, P, Cu, Ag, Ir, Sb, Pb, Ga with an aqueous solution of sodium sulfide or gaseous H ₂ S with further drying and applying precious metals.

Недостатком является невысокая активность катализатора.The disadvantage is the low activity of the catalyst.

Изобретение решает задачу повышения активности катализатора.The invention solves the problem of increasing the activity of the catalyst.

Задача решается получением многофазных образцов состава Pt/Cd_1-xZn_xS/ZnO/Zn(OH)₂ с высокой удельной поверхностью.The problem is solved by obtaining multiphase samples of the composition Pt / Cd _1-x Zn _x S / ZnO / Zn (OH) ₂ with a high specific surface.

Задача решается следующим образом:The problem is solved as follows:

$$CdC{l}_2+2NaOH=Cd{(OH)}_2+2NaCl,\text{ (1)}$$

$$CdC{l}_2+2NaOH=Cd{(OH)}_2+2NaCl,\text{(one)}$$

$$ZnC{l}_2+2NaOH=Zn{(OH)}_2+2NaCl,\text{ (2)}$$

$$ZnC{l}_2+2NaOH=Zn{(OH)}_2+2NaCl,\text{(2)}$$

$$(1-x)Cd{(OH)}_2+xZn{(OH)}_2+N{a}_{2}S=C{d}_{1-x}Z{n}_{x}S+2NaOH\text{ (3)}$$

$$(\mathrm{one}-x)Cd{(OH)}_2+xZn{(OH)}_2+N{a}_{2}S=C{d}_{\mathrm{one}-x}Z{n}_{x}S+2NaOH\text{(3)}$$

Согласно схеме на стадиях (1) и (2) получается смесь гидроксидов кадмия и цинка. Затем, при добавлении на стадии (3) эквимолярного количества или избытка сульфида кадмия образуется твердый раствор сульфидов кадмия и цинка состава Cd_1-xZn_xS. Если же добавить недостаток сульфида натрия, то образуются соединения типа Cd_1-xZn_xS/ZnO/CdO/Zn(OH)₂/Cd(OH)₂. В зависимости от х некоторые фазы могут отсутствовать: известно, что произведение растворимости сульфида кадмия составляет 1.6·10^-28, а сульфида цинка 2.5·10^-22, таким образом, при добавлении недостатка сульфида натрия в первую очередь реагирует гидроксид кадмия, а после - гидроксид цинка. При х более 0.5 и при добавлении сульфида натрия в количестве более 50% от эквимолярного фазы оксида и гидроксида кадмия будут отсутствовать. В данном изобретении х варьируется от 0.5 до 0.9. Гидроксид цинка переходит в оксид цинка при нагревании (60-150°С). Нанесение платины производится стандартным методом мягкого химического восстановления, описанным ранее [Е.А.Kozlova, A.V.Vorontsov. Influence of mesoporous and platinum-modified titanium dioxide preparation methods on photocatalytic activity in liquid and gas phase, Applied Catalysis B: Environmental, 2007, v.77, p.35-45]; массовая доля платины составляет 0,1-1%.According to the scheme at stages (1) and (2), a mixture of cadmium and zinc hydroxides is obtained. Then, when an equimolar amount or excess of cadmium sulfide is added in stage (3), a solid solution of cadmium and zinc sulfides of the composition Cd _1-x Zn _x S is formed. If a lack of sodium sulfide is added, then compounds of the type Cd _1-x Zn _x S / ZnO / CdO / Zn (OH) ₂ / Cd (OH) ₂ . Depending on x, some phases may be absent: it is known that the solubility product of cadmium sulfide is 1.6 · 10 ^-28 , and zinc sulfide is 2.5 · 10 ^-22 , thus, when a deficiency of sodium sulfide is added, cadmium hydroxide primarily reacts, and after - zinc hydroxide. At x greater than 0.5 and with the addition of sodium sulfide in an amount of more than 50% of the equimolar phase, cadmium oxide and hydroxide will be absent. In the present invention, x ranges from 0.5 to 0.9. Zinc hydroxide passes into zinc oxide when heated (60-150 ° C). Platinum is applied by the standard method of mild chemical reduction described previously [E.A. Kozlova, AVVorontsov. Influence of mesoporous and platinum-modified titanium dioxide preparation methods on photocatalytic activity in liquid and gas phase, Applied Catalysis B: Environmental, 2007, v. 77, p. 35-45]; mass fraction of platinum is 0.1-1%.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Примеры 1-2 (сравнительные).Examples 1-2 (comparative).

Пример 1.Example 1

Готовят растворы ZnCl₂ и CdCl₂ с концентрацией 0,1 моль/л. Помещают в коническую колбу объемом 500 мл 10 мл раствора CdCl₂ и 90 мл раствора ZnCl₂, перемешивают в течение 5 мин. Затем добавляют в колбу 100 мл раствора NaOH с концентрацией 0,1 моль/л, выпадает белый осадок гидроксидов цинка и кадмия, суспензию перемешивают в течение 10 мин. Далее медленно добавляют 100 мл раствора Na₂S с концентрацией 0,1 моль/л.Prepare solutions of ZnCl ₂ and CdCl ₂ with a concentration of 0.1 mol / L. Place in a conical flask with a volume of 500 ml of 10 ml of a solution of CdCl ₂ and 90 ml of a solution of ZnCl ₂ , mix for 5 minutes Then, 100 ml of 0.1 mol / L NaOH solution was added to the flask, a white precipitate of zinc and cadmium hydroxides precipitated, and the suspension was stirred for 10 min. Then, slowly add 100 ml of a Na ₂ S solution with a concentration of 0.1 mol / L.

Образовавшийся осадок сушат при температуре 100°C на воздухе. Дополнительно наносят платину (1% по массе) путем пропитки осадков раствором H₂PtCl₆ в соляной кислоте с дальнейшим восстановлением раствором NaBH₄ с концентрацией 0,1 моль/л.The precipitate formed is dried at a temperature of 100 ° C in air. Additionally, platinum is applied (1% by weight) by impregnation of the precipitates with a solution of H ₂ PtCl ₆ in hydrochloric acid, followed by reduction with a NaBH ₄ solution with a concentration of 0.1 mol / L.

Получают катализатор состава 1% Pt/Cd_0.1Zn_0.9S.Get a catalyst composition of 1% Pt / Cd _0.1 Zn _0.9 S.

Пример 2.Example 2

Аналогичен примеру 1, кроме того, что осадок сушат на воздухе при 25°C, вместо хлоридов кадмия и цинка используют их нитраты. Наносят 0.1 мас.% Pt по массе методом, описанным в примере 1.Similar to example 1, except that the precipitate is dried in air at 25 ° C, instead of cadmium and zinc chlorides, their nitrates are used. Apply 0.1 wt.% Pt by weight by the method described in example 1.

Получают катализатор состава 0.1% Pt/Cd_0.1Zn_0.9S.Get a catalyst composition of 0.1% Pt / Cd _0.1 Zn _0.9 S.

Примеры 3-5 иллюстрируют предлагаемое техническое решение.Examples 3-5 illustrate the proposed technical solution.

Пример 3.Example 3

Готовят растворы ZnCl₂ и CdCl₂ с концентрацией 0,1 моль/л. Помещают в коническую колбу объемом 500 мл 10 мл раствора CdCl₂ и 90 мл раствора ZnCl₂, перемешивают в течение 5 мин. Затем добавляют в колбу 100 мл раствора NaOH с концентрацией 0,1 моль/л, выпадает белый осадок гидроксидов цинка и кадмия. суспензию перемешивают в течение 10 мин. Далее медленно добавляют 50 мл (недостаток) раствора Na₂S с концентрацией 0,1 моль/л.Prepare solutions of ZnCl ₂ and CdCl ₂ with a concentration of 0.1 mol / L. Place in a conical flask with a volume of 500 ml of 10 ml of a solution of CdCl ₂ and 90 ml of a solution of ZnCl ₂ , mix for 5 minutes Then add 100 ml of NaOH solution with a concentration of 0.1 mol / L to the flask, a white precipitate of zinc and cadmium hydroxides precipitates. the suspension is stirred for 10 minutes Then slowly add 50 ml (deficiency) of a solution of Na ₂ S with a concentration of 0.1 mol / L.

Образовавшийся осадок сушат при температуре 100°C на воздухе. Дополнительно наносят платину (1% по массе) путем пропитки осадков раствором H₂PtCl₆ в соляной кислоте с дальнейшим восстановлением раствором NaBH₄ с концентрацией 0,1 моль/л.The precipitate formed is dried at a temperature of 100 ° C in air. Additionally, platinum is applied (1% by weight) by impregnation of the precipitates with a solution of H ₂ PtCl ₆ in hydrochloric acid, followed by reduction with a NaBH ₄ solution with a concentration of 0.1 mol / L.

Получают катализатор состава 1% Pt/Cd_0.2Zn_0.8S/ZnO/Zn(OH)₂. Данный фазовый состав обусловлен тем, что добавляют недостаток Na₂S, соответственно, часть гидроксидов остается непрореагировавшей. Известно, что произведение растворимости сульфида кадмия составляет 1.6·10^-28, а сульфида цинка 2.5·10^-22, таким образом, при добавлении недостатка сульфида натрия в первую очередь реагирует гидроксид кадмия, а после - гидроксид цинка. При сушке на воздухе оксид цинка частично переходит в гидроксид цинка.A catalyst of the composition 1% Pt / Cd _0.2 Zn _0.8 S / ZnO / Zn (OH) _{2 is} obtained. This phase composition is due to the fact that a deficiency of Na ₂ S is added; accordingly, part of the hydroxides remains unreacted. It is known that the solubility product of cadmium sulfide is 1.6 · 10 ^-28 , and zinc sulfide is 2.5 · 10 ^-22 , thus, when a deficiency of sodium sulfide is added, cadmium hydroxide reacts first, and then zinc hydroxide. When air dried, zinc oxide is partially converted to zinc hydroxide.

Пример 4.Example 4

Аналогичен примеру 1, кроме того, что объем раствора Na₂S с концентрацией 0.1 моль/л составляет 30 мл.Similar to example 1, except that the volume of a Na ₂ S solution with a concentration of 0.1 mol / L is 30 ml.

Получают катализатор состава 1% Pt/Cd_0.3Zn_0.7S/ZnO/Zn(OH)₂.A catalyst of the composition 1% Pt / Cd _0.3 Zn _0.7 S / ZnO / Zn (OH) _{2 is} obtained.

Пример 5.Example 5

Аналогичен примеру 3, кроме того, что осадок сушат на воздухе при 25°C, вместо хлоридов кадмия и цинка используются их нитраты. Наносят 0.1 мас.% Pt по массе методом, описанным в примере 1.Similar to example 3, except that the precipitate is dried in air at 25 ° C, instead of cadmium and zinc chlorides, their nitrates are used. Apply 0.1 wt.% Pt by weight by the method described in example 1.

Получают катализатор состава 0.1% Pt/Cd_0.3Zn_0.7S/ZnO/Zn(OH)₂.A catalyst of the composition 0.1% Pt / Cd _0.3 Zn _0.7 S / ZnO / Zn (OH) _{2 is} obtained.

Примеры показывают, что уменьшение количества сульфида натрия при синтезе позволяет получить другой класс фотокатализаторов - многофазные образцы состава Pt/Cd_1-xZn_xS/ZnO/Zn(OH)₂ вместо Pt/Cd_1-xZn_xS.Examples show that a decrease in the amount of sodium sulfide during synthesis allows one to obtain a different class of photocatalysts — multiphase samples of the composition Pt / Cd _1-x Zn _x S / ZnO / Zn (OH) ₂ instead of Pt / Cd _1-x Zn _x S.

Физико-химические и каталитические свойства образцов (Примеры 1-2 (сравнительные), 3, 4, 5) приведены в таблице, кинетические зависимости фотокаталитического выделения водорода из водных растворов глицерина под действием видимого излучения (длина волны больше 420 нм) с образцами из примеров 1 (сравнительный), 3 и 4 представлены на Фиг. (Кинетические зависимости фотокаталитического выделения водорода в суспензии с синтезированными фотокатализаторами; A - пример 1 (сравнительный), B - пример 3, C - пример 4).The physicochemical and catalytic properties of the samples (Examples 1-2 (comparative), 3, 4, 5) are given in the table, the kinetic dependences of the photocatalytic hydrogen evolution from aqueous glycerol solutions under the influence of visible radiation (wavelength greater than 420 nm) with the samples from examples 1 (comparative), 3 and 4 are shown in FIG. (Kinetic dependences of photocatalytic hydrogen evolution in a suspension with synthesized photocatalysts; A - example 1 (comparative), B - example 3, C - example 4).

ТаблицаTable Каталитические и физико-химические свойства синтезированных образцовCatalytic and physicochemical properties of synthesized samples ПримерExample Фазовый составPhase composition S_уд, м²/гS _beats , m ² / g V_пор, см³/гV _then cm ³ / g w₀(H₂), мкмоль/минw ₀ (H ₂ ), μmol / min 1 (сравнительный)1 (comparative) 1% Pt/Cd_0.1Zn_0.9S1% Pt / Cd _0.1 Zn _0.9 S 228228 0.240.24 0.130.13 2 (сравнительный)2 (comparative) 0.1% Pt/Cd_0.1Zn_0.9S0.1% Pt / Cd _0.1 Zn _0.9 S 232232 0.250.25 0.080.08 33 1% Pt/Cd_0.2Zn_0.8S/ZnO/Zn(OH)₂ 1% Pt / Cd _0.2 Zn _0.8 S / ZnO / Zn (OH) ₂ 50fifty 0.180.18 0.270.27 4four 1% Pt/Cd_0.3Zn_0.7 S/ZnO/Zn(OH)₂ 1% Pt / Cd _0.3 Zn _0.7 S / ZnO / Zn (OH) ₂ 4444 0.210.21 0.230.23 55 0.1% Pt/Cd_0.2Zn_0.8S/ZnO/Zn(OH)₂ 0.1% Pt / Cd _0.2 Zn _0.8 S / ZnO / Zn (OH) ₂ 143143 0.270.27 0.200.20

Таким образом, можно заключить, что использование многофазных катализаторов состава Pt/Cd_1-xZn_xS/ZnO/Zn(OH)₂ позволяет увеличить фотокаталитическую активность под действием видимого излучения по сравнению с использованием однофазных твердых растворов Pt/Cd_1-xZn_xS (прототипа). В случае нанесения 1% платины по массе скорость возрастает в 2.1 раза, в случае нанесения 0.1% платины - в 2.5 раза.Thus, it can be concluded that the use of Pt / Cd _1-x Zn _x S / ZnO / Zn (OH) ₂ multiphase catalysts allows one to increase the photocatalytic activity under the influence of visible radiation in comparison with the use of Pt / Cd _1-x Zn single-phase solid solutions _x S (prototype). In the case of applying 1% platinum by weight, the rate increases 2.1 times, in the case of applying 0.1% platinum - 2.5 times.

Claims (3)

1. Фотокатализатор для процесса получения водорода из водного раствора глицерина под действием видимого излучения, содержащий в качестве активного компонента твердый раствор сульфидов кадмия и цинка с нанесенным благородным металлом, который дополнительно содержит фазы оксида и гидроксида цинка и имеет следующий состав: Pt/Cd_1-xZn_xS/ZnO/Zn(OH)₂, где: x=0,5-0,9, массовая доля платины составляет 0,1-1%.1. Photocatalyst for the process of producing hydrogen from an aqueous solution of glycerol under the action of visible radiation, containing as an active component a solid solution of cadmium and zinc sulfides coated with a noble metal, which additionally contains phases of zinc oxide and hydroxide and has the following composition: Pt / Cd _{1- x} Zn _x S / ZnO / Zn (OH) ₂ , where: x = 0.5-0.9, the mass fraction of platinum is 0.1-1%. 2. Способ приготовления фотокатализатора для процесса получения водорода из водного раствора глицерина под действием видимого излучения, заключающийся в приготовлении смеси растворов солей кадмия и цинка, осаждении гидроксидов данных металлов путем добавления гидроксида натрия и последующим сульфидированием гидроксидов сульфидом натрия, сушкой осадков при температуре 60-150°C и пропиткой осадков раствором H₂PtCl₆ в соляной кислоте с дальнейшим восстановлением раствором NaBH₄, в результате получают фотокатализатор, который имеет следующий состав: Pt/Cd_1-xZn_xS/ZnO/Zn(OH)₂, где: x=0,5-0,9, массовая доля платины составляет 0,1-1%.2. A method of preparing a photocatalyst for the process of producing hydrogen from an aqueous solution of glycerol under the influence of visible radiation, which consists in preparing a mixture of solutions of cadmium and zinc salts, precipitating the hydroxides of these metals by adding sodium hydroxide and then sulfiding the hydroxides with sodium sulfide, drying the precipitates at a temperature of 60-150 ° C and impregnation of precipitates with a solution of H ₂ PtCl ₆ in hydrochloric acid with further reduction with a solution of NaBH ₄ , the result is a photocatalyst, which has the following composition: Pt / Cd _1-x Zn _x S / ZnO / Zn (OH) ₂ , where: x = 0.5-0.9, the mass fraction of platinum is 0.1-1%. 3. Способ получения водорода из водного раствора глицерина под действием видимого излучения, который осуществляют в присутствии фотокатализатора по п.1 или приготовленного по п.2. 3. The method of producing hydrogen from an aqueous solution of glycerol under the action of visible radiation, which is carried out in the presence of a photocatalyst according to claim 1 or prepared according to claim 2.

Images