技术特征：
1.一种光电催化pet塑料氧化耦合水分解制氢方法，其特征在于，以负载助催化剂的n型半导体作为光阳极，以采用分子束外延生长方法处理并负载助催化剂的p型半导体作为光阴极，以pet塑料溶解液作为阳极电解质，在偏压和光照条件下进行光电催化水分解制氢，并将pet塑料转化为包括对苯二甲酸、乙醇酸和甲酸在内的化学品。2.根据权利要求1所述的光电催化pet塑料氧化耦合水分解制氢方法，其特征在于，光阳极的助催化剂为过渡金属氧化物或氮化物；光阴极的助催化剂为贵金属单质、过渡金属氧化物或氮化物。3.根据权利要求1所述的光电催化pet塑料氧化耦合水分解制氢方法，其特征在于，以fe2o3作为n型半导体时，光阳极的制备方法为：将六水合硝酸铁和双(2，4-戊二酮酸)双(2-丙醇酸)钛(iv)按50∶1的质量比混合后溶于乙醇溶剂中，形成络合物溶液，并静置后待用；超声清洗fto导电玻璃，吹干；将所述络合物溶液旋涂在fto玻璃上，经烘干、煅烧，形成稳定的α-fe2o3；将α-fe2o3置于水中，并加入硝酸钴溶液，密封后抽真空，之后在氙灯照射下光沉积，形成负载纳米氧化钴颗粒的α-fe2o3，得到光阳极；所述烘干的温度为60-90℃、煅烧的温度为350-650℃；所述水的体积为20-100ml，所述硝酸钴溶液的体积为100-500μl、浓度为0.1-0.5m；所述氙灯照射的功率为300-500w，光沉积时间为15-60min。4.根据权利要求1所述的光电催化pet塑料氧化耦合水分解制氢方法，其特征在于，以si作为p型半导体时，光阴极的制备方法为：将单晶硅片反复洗净后，利用扩散方式进行掺杂形成n+p结；利用分子束在所述n+p结表面外延生长gan纳米线得半成品；将助催化剂通过电子束蒸发沉积在所述半成品表面，得到光阴极。5.根据权利要求1所述的光电催化pet塑料氧化耦合水分解制氢方法，其特征在于，所述pet塑料溶解液的制备方法为：将pet塑料粉碎至80-100目的细小颗粒，然后置于酸溶液、碱溶液、醇中任意一种中，在60-90℃条件下搅拌12-24h搅拌，得到含有少量白色沉淀的pet塑料溶解液。6.根据权利要求5所述的光电催化pet塑料氧化耦合水分解制氢方法，其特征在于，以fe2o3作为n型半导体时，所述pet塑料溶解液的制备方法为：将pet塑料粉碎至80-100目的细小颗粒，然后置于碱溶液中，在60-90℃条件下搅拌12-24h搅拌，得到含有少量白色沉淀的pet塑料溶解液。7.根据权利要求6所述的光电催化pet塑料氧化耦合水分解制氢方法，其特征在于，所述碱溶液为naoh溶液、koh溶液、lioh溶液中任意一种，碱溶液浓度为0.1-1m。8.根据权利要求6所述的光电催化pet塑料氧化耦合水分解制氢方法，其特征在于，以fe2o3作为n型半导体时，以浓度为1-1000mm的所述pet塑料溶解液作为阳极电解质，以浓度为0.1-1m的所述碱溶液作为阴极电解质。9.一种实现如权利要求1至8之一所述的光电催化pet塑料氧化耦合水分解制氢方法的光电催化pet塑料氧化耦合水分解制氢系统，其特征在于，包括光源、电解池、光阳极、光阴极、阳离子膜、阳极室、阴极室和外部电路；
阳极室和阴极室由阳离子膜分隔开，阴极室内盛装的阴极电解液为酸溶液、碱溶液或醇，阳极室内盛装的阳极电解液为pet经酸解、碱解或醇解处理后的pet塑料溶解液；光阳极放置于阳极室，光阳极采用负载助催化剂的n型半导体；光阴极放置于阴极室，光阴极采用采用分子束外延生长方法处理并负载助催化剂的p型半导体；光阳极和光阴极通过导线与外部电源连接；光源采用氙灯或者太阳光。10.根据权利要求9所述的光电催化pet塑料氧化耦合水分解制氢系统，其特征在于，所述阳离子膜采用n115阳离子膜或n117阳离子膜。
技术总结
本发明涉及一种光电催化PET塑料氧化耦合水分解制氢方法及系统，方法以负载助催化剂的N型半导体作为光阳极，以采用分子束外延生长方法处理并负载助催化剂的P型半导体作为光阳极，以PET塑料溶解液作为阳极电解质，在偏压和光照条件下进行光电催化水分解制氢，并将PET塑料转化为包括对苯二甲酸、乙醇酸和甲酸在内的化学品。本发明的系统中光电极能充分提高降低光电催化PET氧化反应的活化能，发挥光电催化转化技术实现常温常压条件下塑料废弃物的高选择性转化优势，降低反应过程中的能量消耗，从而显著提高系统的能量效率。从而显著提高系统的能量效率。从而显著提高系统的能量效率。
技术研发人员：储升 张博文 潘宇洋 张会岩 肖睿
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.03.10
技术公布日：2022/6/28