[發(fā)明專利]循環(huán)套用光催化還原二氧化碳制備甲醇的催化劑及其制法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310423900.6
• 申請(qǐng)日: 2023-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN116139874B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇倩;姜在勇;左成;臺(tái)夕市;王開麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濰坊學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J23/887
• 分類號(hào): B01J23/887;C07C29/154;C07C29/15;C07C31/04;B01J35/02;B01J38/12;B01J38/04
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

本發(fā)明屬于光催化及其制法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及循環(huán)套用光催化還原二氧化碳制備甲醇的催化劑及其制法。所述的循環(huán)套用光催化還原二氧化碳制備甲醇的催化劑：包括載體和活性組分，其中載體為銅網(wǎng)，活性組分為氧化鉬、氧化鑭、氧化銅，氧化鉬、氧化鑭、氧化銅的總負(fù)載量占銅網(wǎng)質(zhì)量的0.54?5.4%，其中氧化鉬、氧化鑭、氧化銅的質(zhì)量比為（1?5）:（1?5）:（1?5）。本發(fā)明提供的循環(huán)套用光催化還原二氧化碳制備甲醇的催化劑，提高了光催化轉(zhuǎn)化COsubgt;2/subgt;的催化性能，并且催化劑可循環(huán)套用，循環(huán)套用的利用率高；本發(fā)明還提供其制法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化劑及其制法的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及循環(huán)套用光催化還原二氧化碳制備甲醇的催化劑及其制法。

背景技術(shù)

目前，貴金屬單原子（Pt，Au，Pd，Ag）催化劑在CO₂光轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)物中被廣泛應(yīng)用。雖然，通過研究取得了顯著的成果，但是由于貴金屬高昂的價(jià)格和低的儲(chǔ)備量限制了光催化劑的廣泛應(yīng)用。因此，探索非貴金屬催化劑成為了一種必然趨勢(shì)和具有非常高的科學(xué)價(jià)值。

當(dāng)前，催化劑的研究主要集中在Ni、Co、Ti等金屬材料，經(jīng)過十幾年的研究，已經(jīng)取得了很多優(yōu)秀的成果。另外，鑭與鉬材料被看作是一種非常有潛力的CO₂光轉(zhuǎn)化催化劑，尤其鑭與鉬的制備被各國(guó)科學(xué)家高度重視。然而，關(guān)于鑭作為CO₂光轉(zhuǎn)化催化劑的研究成果并不多。因此，進(jìn)一步探索簡(jiǎn)單、可行的CO₂轉(zhuǎn)化且可回收的催化劑制法具有很高的意義及價(jià)值。目前CN104190455A公開了一種采用水熱法將磷酸鑭應(yīng)用于光催化還原二氧化碳和水制甲烷與氫氣，但磷酸鑭濕料一般較為粘稠，傳統(tǒng)烘干技術(shù)比較難以解決，烘干不均勻，能耗較大。因此，進(jìn)一步探索簡(jiǎn)單、可行的CO₂轉(zhuǎn)化且可回收的催化劑制法具有很高的意義及價(jià)值。

CN104549412A公開了一種用于光催化還原CO₂的介孔金屬氧化物催化劑及制法，催化劑是由活性組分介孔CeO₂和摻雜劑過渡金屬離子（鐵離子、鉻離子、鎳離子、銅離子、鈷離子）組成，制法為將過渡金屬硝酸鹽和硝酸鈰溶于丙酮中，得到金屬硝酸鹽丙酮溶液，然后加入介孔氧化硅材料攪拌混合，自然風(fēng)干，得到的第一粉末置于馬弗爐煅燒，繼續(xù)放入氫氧化鈉水溶液刻蝕，烘干即得催化劑，但是粉末狀的催化劑，用完無法回收，浪費(fèi)嚴(yán)重，且污染環(huán)境。

CN110327958A公開了一種CO₂加氫合成甲醇的催化劑及其制法、應(yīng)用，以高溫煅燒的金屬鹽（硫酸鈰、碳酸鈰、草酸鈰、硝酸鈰、硫酸銅、碳酸銅、硝酸銅、硝酸鋅、硫酸鋅）為前驅(qū)體，再通過摻氮引入非金屬氮，而制得復(fù)合催化劑，該復(fù)合催化劑無載體，在煅燒過程中活性組分不能均勻的分布，影響催化劑的催化效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種循環(huán)套用光催化還原二氧化碳制備甲醇的催化劑，提高了光催化轉(zhuǎn)化CO₂的催化性能，并且催化劑可循環(huán)套用，循環(huán)套用的利用率高；本發(fā)明還提供其制法和恢復(fù)方法。

本發(fā)明所述的循環(huán)套用光催化還原二氧化碳制備甲醇的催化劑：包括載體和活性組分，其中載體為銅網(wǎng)，活性組分為氧化鉬、氧化鑭、氧化銅，氧化鉬、氧化鑭、氧化銅的總負(fù)載量占銅網(wǎng)質(zhì)量的0.54-5.4%，其中氧化鉬、氧化鑭、氧化銅的質(zhì)量比為（1-5）:（1-5）:（1-5）。

銅網(wǎng)的厚度為3-10μm，目數(shù)為80-200目，面積為（1-10）×（1-10）cm²。

所述的循環(huán)套用光催化還原二氧化碳制備甲醇的催化劑的制法：包括以下步驟：

（1）制備銅網(wǎng)分散液；

（2）將鑭的可溶性鹽和鉬的可溶性鹽混合，得到溶液a；

（3）將粘結(jié)劑和粘土混合，配置成40-80wt.%漿液，再加入溶液a，水浴加熱，攪拌得到溶液b；