[發明專利]一種太陽光驅動高效還原CO2的Pt?ZnGa2O4光催化劑的制備

有效

• 申請號: 201610078833.9
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105618039B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 張麗;戴超華;閻建輝;張秀秀;周民杰;鐘明
• 申請（專利權）人: 湖南理工學院
• 主分類號: B01J23/62
• 分類號: B01J23/62;B01J37/16;C07C29/159;C07C31/04
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1.一種太陽光驅動高效還原CO₂的Pt-ZnGa₂O₄光催化劑的制備方法，其特征是在分散劑聚乙二醇（PEG）作用下，以硝酸鋅和硝酸鎵為原料，通過控制Zn與Ga的比例為1:2，采用水熱、陳化法與液相還原法結合制備高比表面的Pt-ZnGa₂O₄納米光催化劑，該光催化劑具有高效還原CO₂成為甲醇的能力，其制備工藝包括以下步驟：

(1) 按Zn與Ga摩爾比為1:2分別稱取所需硝酸鋅和硝酸鎵將其在磁力攪拌下溶解于去離子水中形成混合溶液；

(2) 聚乙二醇（PEG）按2～10%加入到步驟(1)制得的混合硝酸鹽溶液中，加入量以反應理論可得到的ZnGa₂O₄的質量來衡量，待其完全溶解后，在磁力攪拌下逐滴加入20%氨水，調節溶液pH值為8～10；

(3) 將步驟（2）反應體系轉移至水熱反應釜中進行低溫水熱、陳化反應，反應溫度為80～120℃，反應時間為6～12小時；

(4) 將步驟(3)的產物倒入真空抽濾裝置中抽濾，用去離子水洗滌，真空干燥及焙燒后獲得高比表面的納米ZnGa₂O₄光催化劑，其中焙燒溫度為300～700℃，焙燒時間為2～5h；

(5) 稱取步驟(4)獲得的ZnGa₂O₄分散于去離子水中，充分攪拌形成懸濁液，加入H₂PtCl₆水溶液，加入量為使Pt的重量負載量為ZnGa₂O₄的1～5%，液相還原法使溶液中Pt⁴⁺ 離子沉積于ZnGa₂O₄表面；

(6) 將反應混合物離心分離，得到的沉淀物，用去離子水多次洗滌沉淀直至無Cl^-檢出，將沉淀物在373K干燥，即得所需Pt-ZnGa₂O₄。

2.根據權利要求1 所述的一種太陽光驅動高效還原CO₂的Pt-ZnGa₂O₄光催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的分散劑為PEG-400、PEG-1000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-8000或PEG-10000中一種或幾種混合物，加入量為2～10%，以提高產物的比表面積。

3. 根據權利要求1 所述的一種太陽光驅動高效還原CO₂的Pt-ZnGa₂O₄光催化劑的制備方法：步驟(4)中所獲得的ZnGa₂O₄產品分散于去離子水中，加入H₂PtCl₆水溶液，加入量為使Pt的重量負載量為ZnGa₂O₄的1～5%，通過光還原法、液相氫氣還原法或化學還原法中的一種或幾種同時進行的液相還原方法，使溶液中Pt⁴⁺ 離子還原沉積于ZnGa₂O₄表面。

4.權利要求1所述的制備方法制得的Pt-ZnGa₂O₄光催化劑應用于高效還原CO₂以獲得甲醇。