【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化材料，具体涉及一种cu2o@cs/rgo复合材料，本专利技术还涉及该复合材料的制备方法以及应用。
技术介绍
1、氢(h2)是作为绿色可持续能源载体之一。然而，氢气的生产和储存受到其低体积能量密度和高爆炸性的限制，这增加了储存、运输和处理的成本。目前的制氢技术包括蒸汽重整或部分氧化，涉及能源密集型和多阶段的繁琐过程。与化石能源相比，高压或低温液氢的储存由于其密度低和高能消耗，增加了成本。相比之下，液体有机氢载体(如甘油、木糖醇、山梨醇等)在温和和环境友好的条件下的水相重整(apr)有利于制氢和储氢，引起了很大的兴趣。
2、甲醇或单质醇是因为氢含量高，并且易于从生物质或工业来源获得。在催化剂的作用下，与水重整释放更多的氢。其中甲醇的蒸汽重整(srm)具有显著的水相混性，高产氢效率，低co含量，因此在能源工业中得到了广泛应用。然而，由于甲醇水蒸气重整/液相重整反应温度相对较高(200-350℃)，限制了其在工业上的广泛应用。相比之下，甲醇的光热重整基于热催化和光催化协同作用，逐渐出现在研究者的视野中。虽然其基本机制尚未完全了解，但已经清楚地表明，光辅助可以显著提高热催化过程的性能。
3、开发高效、稳定的光热催化剂是醇类光热催化制氢的关键。目前，贵金属基催化剂如铂、钌或其合金基催化剂等表现出明显的产氢性能和可见范围内的量子效率。然而贵金属有限的地壳丰度和高成本阻碍了它们的大规模应用，因此开发更经济实惠的替代催化剂特别是非贵金属催化剂是非常必要的。有研究表明壳聚糖碳基材料可以通过吸附cu离子来提高
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的是提供一种在醇类光热协同催化制氢性能明显优于单一的甲醇热催化、光催化制氢性能的cu2o@cs/rgo复合材料。
2、本专利技术的另一目的在于提供一种cu2o@cs/rgo复合材料的制备方法，采用溶胶凝胶-碳化法获得cs/rgo前驱体，最后将cu2o负载到cs/rgo获得cu2o@cs/rgo催化剂，相较原始的碳化的cs和碳化的cs/rgo前驱体，cu2o@cs/rgo催化剂进一步提高催化析氢速率。
3、本专利技术的另一目的在于提供所述cu2o@cs/rgo复合材料在光热催化醇类液相重整制氢中的应用。
4、为此，本专利技术提供的第一个技术方案是这样的：
5、一种cu2o@cs/rgo复合材料，复合材料是将活性物质cu2o负载到cs/rgo上制成的。
6、进一步的，上述的cu2o@cs/rgo复合材料，所述的活性物质cu2o在cu2o@cs/rgo复合材料中质量占比为0.2％～3％。
7、进一步的，上述的cu2o@cs/rgo复合材料，所述的go在cs/rgo载体材料中质量占比为2％～10％。
8、本专利技术提供的第二个技术方案是这样的：该cu2o@cs/rgo复合材料的制备方法，将cs/rgo与cu2o的前驱体溶液混合，在50℃～100℃进行水热反应，洗涤，得到cu2o@cs/rgo复合材料。
9、进一步的，上述的cu2o@cs/rgo复合材料的制备方法，所述的氧化亚铜溶液的制备方法为：按照质量比(6.2-26.4)∶(27-108)∶(23-92)分别称取铜源、naoh和葡萄糖，将称取的乙酸铜、氢氧化钠和葡萄糖置于乙醇水溶液超声分散，随后70℃搅拌保持1h，得到cu2o的前驱体溶液。
10、进一步的，上述的cu2o@cs/rgo复合材料的制备方法，所述cs/rgo的制备方法如下：
11、1)称取超纯水98.5g、乙酸1.5g、壳聚糖(0.5～1.5)g，并且混合搅拌0.5～1.5h，得到透明凝胶；
12、2)将10～50mg石墨烯于10ml超纯水中超声分散30～90min后，缓慢滴入上述凝胶中，升温至50～80℃持续搅拌3～8h后，放置烘箱50～100℃干燥，随后在n2氛围中，以5～10℃/min速率升温至300～600℃，碳化0.5～1h，得到cs/rgo。
13、进一步的，上述的cu2o@cs/rgo复合材料的制备方法，所述石墨烯的制备方法如下：
14、1)将0.50g石墨粉和0.50g kno3混合到250ml圆底烧瓶中，然后加入23ml h2so4，在0℃下搅拌5分钟，加入3.00g kmno4，将该系统置于冰水浴中搅拌15分钟；
15、2)将烧瓶放入油浴中，在35℃下搅拌1.5h；将40ml、45℃去离子水滴入烧瓶；将温度提高到98℃后，在此温度下搅拌1h；反应结束时，加入50ml、45℃去离子水和15ml h2o2；所得物料用5％盐酸溶液离心洗涤数次，再用去离子水洗涤，直至上清液ph值大于5；随后转至真空干燥箱60℃干燥24h，得到黑色石墨烯固体go。
16、进一步的，上述的cu2o@cs/rgo复合材料的制备方法，所述的铜源为硫酸铜、乙酸铜或硝酸铜。
17、上述的cu2o@cs/rgo复合材料作为光催化或热催化或者光-热协同催化醇类重整制氢催化剂的应用。
18、进一步的，上述的cu2o@cs/rgo复合材料作为光催化或热催化或者光-热协同催化醇类重整制氢催化剂的应用，所述醇类为甲醇、乙醇、丙醇或丙三醇中的一种及以上。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、(1)本专利技术提供的技术方案通过将石墨烯go分散至凝胶法获得的壳聚糖凝胶溶液中，通过碳化获得cs/rgo前驱体，其中，cs中的分子键上的-oh、-nh2或o＝c-nh2可以与rgo残留的含氧基团形成氢键和静电作用，因此形成稳定的cs/rgo复合物，不仅可以增强导电性，cs/rgo复合物含氧官能团(环氧基)是金属纳米颗粒的有效成核中心，有助于均匀装饰和改善金属纳米颗粒在石墨烯基氧化物上的锚定。同时，石墨烯go通过高温碳化转化成还原石墨烯rgo，可抑制半导体/金属纳米颗粒的聚集，促进载流子的分离。最后将活性物cu2o与之复合，进一步形成稳定的光热催化剂。
21、(2)本专利技术所述的复合材料是将纳米粒子cu2o负载到碳化后的cs/rgo，该复合结构利用cs/rgo有效分散锚定活性物cu2o，限制了cu2o纳米结构聚集，进而促进其分散性和稳定性。
22、与活性物cu2o进一步复合提高光吸收能力，并且促进光生电子空穴对分离，明显提高了产氢活性，较单一的热催化重本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Cu2O@CS/rGO复合材料，其特征在于，所述的复合材料是将活性物质Cu2O负载到CS/rGO上制成的。
2.根据权利要求1所述的Cu2O@CS/rGO复合材料，其特征在于，所述的活性物质Cu2O在Cu2O@CS/rGO复合材料中质量占比为0.5％～2％。
3.根据权利要求1所述的Cu2O@CS/rGO复合材料，其特征在于，所述的GO在CS/rGO载体材料中质量占比为2％～10％。
4.权利要求1所述的Cu2O@CS/rGO复合材料的制备方法，其特征在于，将CS/rGO与Cu2O的前驱体溶液混合，在50℃～100℃进行水热反应，洗涤，得到Cu2O@CS/rGO复合材料。
5.根据权利要求4所述的Cu2O@CS/rGO复合材料的制备方法，其特征在于，所述的氧化亚铜溶液的制备方法为：按照质量比(6.2-26.4)∶(27-108)∶(23-92)分别称取铜源、NaOH和葡萄糖，将称取的乙酸铜、氢氧化钠和葡萄糖置于乙醇水溶液超声分散，随后70℃搅拌保持1h，得到Cu2O的前驱体溶液。
6.根据权利要求4所述Cu2O@
7.根据权利要求6所述Cu2O@CS/rGO复合材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯的制备方法如下：
8.根据权利要求6所述的Cu2O@CS/rGO复合材料的制备方法，其特征在于，所述的铜源为硫酸铜、乙酸铜或硝酸铜。
9.权利要求1所述的Cu2O@CS/rGO复合材料作为光催化或热催化或者光-热协同催化醇类重整制氢催化剂的应用。
10.根据权利要求9所述的Cu2O@CS/rGO复合材料作为光催化或热催化或者光-热协同催化醇类重整制氢催化剂的应用，所述醇类为甲醇、乙醇、丙醇或丙三醇中的一种及以上。
...【技术特征摘要】
1.一种cu2o@cs/rgo复合材料，其特征在于，所述的复合材料是将活性物质cu2o负载到cs/rgo上制成的。
2.根据权利要求1所述的cu2o@cs/rgo复合材料，其特征在于，所述的活性物质cu2o在cu2o@cs/rgo复合材料中质量占比为0.5％～2％。
3.根据权利要求1所述的cu2o@cs/rgo复合材料，其特征在于，所述的go在cs/rgo载体材料中质量占比为2％～10％。
4.权利要求1所述的cu2o@cs/rgo复合材料的制备方法，其特征在于，将cs/rgo与cu2o的前驱体溶液混合，在50℃～100℃进行水热反应，洗涤，得到cu2o@cs/rgo复合材料。
5.根据权利要求4所述的cu2o@cs/rgo复合材料的制备方法，其特征在于，所述的氧化亚铜溶液的制备方法为：按照质量比(6.2-26.4)∶(27-108)∶(23-92)分...
【专利技术属性】
技术研发人员：皮云红，张宝方，王铁军，林文婷，曾蔡梓钰，杨靖瑶，刘舒婷，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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