[發(fā)明專利]一種CO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210089354.2
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114369843B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉憲;文斌;趙婷婷;董金龍;陳恒;白宇潔;曹晉瑜;李子怡
• 申請（專利權(quán)）人: 太原師范學(xué)院
• 主分類號: C25B3/07
• 分類號: C25B3/07;C25B3/21;C25B3/26;C25B9/23;C25B11/02
• 代理公司: 太原申立德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

1.一種CO₂催化還原裝置，其特征在于，所述裝置包括反應(yīng)器、光電催化復(fù)合膜、陰極、陽極、直流電源、光源；所述光電催化復(fù)合膜設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，將反應(yīng)器分為陽極室和陰極室，所述陽極和陰極分別設(shè)置在陽極室和陰極室內(nèi)，所述直流電源的正極和負(fù)極分別與陽極和陰極連接，所述光源設(shè)置在陰極室的上方；

所述光電催化復(fù)合膜由雙極膜和表面負(fù)載光電催化劑的金屬鎳網(wǎng)構(gòu)成，雙極膜是由陰離子交換膜和陽離子交換膜復(fù)合而成，所述金屬鎳網(wǎng)作為陰極，所述表面負(fù)載光電催化劑的金屬鎳網(wǎng)貼合在陽離子交換膜上；

所述陽極室為電解質(zhì)水溶液，陰極室為含有酶和輔酶的CO₂ PBS水溶液，所述光源為氙燈；

所述光電催化劑為C₃N₄、TiO₂、MoS₂、CdS、Cu₂O、Fe₂O₃和BiOCl中的一種；所述電解質(zhì)水溶液為Na₂SO₄、NaOH或KOH，濃度為0.01~3.0 mol/L，所述CO₂ PBS溶液為CO₂通過鼓泡方式加入到pH=7.2的PBS溶液中形成CO₂ PBS溶液，所述酶為甲酸脫氫酶或者由甲酸脫氫酶、甲醛脫氫酶和甲醇脫氫酶組成的混合酶，所述輔酶為還原型輔酶，所述還原型輔酶為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸或煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CO₂催化還原裝置，其特征在于，所述光電催化復(fù)合膜的制備方法如下：

（1）采用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚砜、聚乙烯芐基氯中的一種或幾種任意比例的混合物作為陰離子交換膜的支撐，采用一種或幾種按任意比混合的含有伯氨基、仲氨基、叔氨基或季氨基的化合物作為陰離子交換膜的固定基團(tuán)，加入戊二醛溶液作為交聯(lián)劑，配制陰離子交換膜液，通過流延法制備陰離子交換膜；

（2）采用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯醚、聚砜和苯乙烯中的一種或幾種任意比例的混合物作為陽離子交換膜的支撐，采用一種或幾種按任意比混合的含有磺酸基、羧酸基或磷酸基的化合物作為陽離子交換膜的固定基團(tuán)，加入FeCl₃或CaCl₂溶液作為交聯(lián)劑，配制陽離子交換膜液，流延于步驟（1）制備的陰離子交換膜表面，得到陽離子交換膜；

（3）在陽離子交換膜未完全干燥之前將金屬鎳網(wǎng)貼于陽離子交換膜表面，然后將超聲分散的光電催化劑水溶液或無水乙醇溶液流延于金屬鎳網(wǎng)表面，得到光電催化復(fù)合膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CO₂催化還原裝置，其特征在于，所述陽極為鉑片，所述直流電源的電壓為0.4~1.5V。

4.一種權(quán)利要求1所述的CO₂催化還原裝置的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用在CO₂催化還原反應(yīng)。