[發明專利]一種對稱雙功能光催化劑、雙室光反應器及光催化還原二氧化碳的方法

有效

• 申請號: 201610159514.0
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105749914B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 張麗;曹少魁;李飛;徐慎剛;劉應良;石軍
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J27/04;B01J23/06;B01J23/14;C25B1/00;C25B3/04;B01J19/12;C07C31/04;C07C29/154;C07C29/153
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司41126
• 代理人: 田小伍

1.采用對稱雙功能光催化劑的雙室光反應器，其特征在于，所述對稱雙功能光催化劑包括TiO₂納米管陣列基底，基底表面電沉積有石墨烯層，石墨烯層上沉積有窄禁帶半導體納米顆粒作為光敏化劑；包括對稱設置的陽極反應池和陰極反應池，陰極反應池和陽極反應池之間設有兩個連接口，一個連接口中間固定設有Nafion質子交換膜，另一個連接口中間固定設有由對稱雙功能光催化劑制成的基片，陰極反應池和陽極反應池頂部均設有進氣口和出氣口，陽極反應池側壁上設有光窗口。

2.根據權利要求1所述的雙室光反應器，其特征在于，所述窄禁帶半導體納米顆粒為氧化亞銅、氧化銅、硫化鎘、氧化鋅、硫化鉛、氧化鉛中的一種或兩種及以上的混合。

3.根據權利要求1或2所述的雙室光反應器，其特征在于，所述電沉積的方法為循環伏安法、恒電流沉積法或恒電位沉積法。

4.根據權利要求3所述的雙室光反應器，其特征在于，在石墨烯層上沉積窄禁帶半導體納米顆粒的方法為電化學沉積、濕化學法沉積、水熱法沉積、溶劑熱法沉積或光化學法沉積。

5.根據權利要求1或2或4所述的雙室光反應器，其特征在于，陽極反應池和陰極反應池中為水或電解質溶液，陽極反應池的電解質溶液為Na₂SO₄、NaCl、Na₂SO₃溶液中的一種或兩種及以上的混合物；陰極反應池的電解質溶液為NaHCO₃、Na₂CO₃、NaOH、KOH、K₂CO₃溶液中的一種或兩種及以上的混合物。

6.根據權利要求5所述的雙室光反應器，其特征在于，陰極反應池的側壁上設有取液口。

7.采用權利要求6所述的雙室光反應器光催化還原二氧化碳的方法，其特征在于：在雙室光反應器的陽極反應池和陰極反應池加入水或電解質溶液；光線由光窗口射入陽極反應池后直接照射在基片上，高純N₂、CO₂氣體分別通過進氣口各自通入陽極反應池、陰極反應池的電解質溶液中，進行水的光氧化和CO₂的還原反應；氣相產物隨載氣由出氣口排出反應器。

8.根據權利要求7所述的光催化還原二氧化碳的方法，其特征在于，CO₂的還原產物為醇類、烴類、一氧化碳中的一種或兩種及以上的混合物。