[發(fā)明專利]一種微生物輔助光電催化還原CO2的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710544657.8
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107326391B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊慧敏;代紅艷;劉憲;杜海燕;簡選;胡雪艷;梁鎮(zhèn)海
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學
• 主分類號: C25B3/04
• 分類號: C25B3/04;C25B11/06;C02F3/00;C02F3/34;C02F101/30
• 代理公司: 太原倍智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 14111
• 代理人: 戎文華

一種微生物輔助光電催化還原CO₂的方法，所述方法是在以陽離子膜為隔膜的雙室石英電解槽中，以通過在線訓化法獲得的具有電活性的微生物作為陽極、含有離子液體的多元電解液作為陰極電解液、MOFs基復合光電催化材料作為陰極，控制溫度為室溫，以一定流速通半小時CO₂氣體，施加一定偏壓，在模擬太陽光照射下，陽極處理有機廢水的同時，陰極光電催化還原CO₂轉(zhuǎn)化為低碳能源。本方法綠色環(huán)保、操作簡單、能耗低，在太陽光和電場作用下，實現(xiàn)高效連續(xù)還原CO₂，同時陽極還可以處理有機廢水，一舉兩得。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光電催化還原CO₂的方法，具體是一種在含有離子液體的多元電解液體系中，利用微生物陽極的自驅(qū)動能力，使用MOFs基復合光電催化材料作為陰極，在可見光照射下光電催化還原CO₂轉(zhuǎn)化為低碳能源的方法。

背景技術(shù)

不可再生的化石燃料大量燃燒排放過量的二氧化碳，造成了溫室效應(yīng)和能源短缺等一系列的問題。CO₂是理想的有機合成原料，如果能將這一豐富的C₁資源變廢為寶，轉(zhuǎn)化為甲烷、甲醇、二甲醚和低碳烴等低碳能源不僅能夠降低大氣中CO₂的含量，還能獲得新能源，具有解決環(huán)境和能源短缺問題的雙重意義。

CO₂是一種非常穩(wěn)定的氧化物，其標準生成熱為-394.38 kJ/mol，惰性大，不易活化，將線性的CO₂轉(zhuǎn)化成彎曲的中間態(tài)CO₂^·-是整個CO₂還原過程的關(guān)鍵步驟，而CO₂/CO₂^·-的氧化還原電位值高達-1.97 V (vs SHE)，故而其化學固定和轉(zhuǎn)化都非常困難。目前，很多科學家嘗試用不同方法還原CO₂，例如加氫催化法、放射還原法、熱化學法、光化學法、電化學法和光電化學法。雖然這些方法都可以不同程度的還原CO₂，但如何獲得CO₂還原所需的氫源和在較低的能耗條件下實現(xiàn)CO₂的高效率、高選擇性轉(zhuǎn)化是CO₂還原技術(shù)中的關(guān)鍵難題。光電催化還原法兼具光催化和電催化的優(yōu)點，還原CO₂的氫來源于水，能量來自于太陽光，是潔凈、性能優(yōu)異的催化還原CO₂的還原技術(shù)。