The present invention discloses a carbon dioxide total decomposition technique based on photoinduced defect reaction, relating to a method for converting carbon dioxide into carbon and oxygen. The technique includes oxides, semiconductors, photocatalysts, and light sources. Specific methods: light light catalyst produces the photogenerated electrons and holes; oxygen atom photohole oxidation catalyst surface, formed on the material surface oxygen vacancy; oxygen vacancy activated carbon dioxide molecules; photoinduced electron reduction in carbon dioxide carbon atoms to elemental carbon; two oxygen atoms of carbon monoxide in the filling of oxygen vacancy fill in the surface of the catalyst to achieve material recycling. The invention has the advantages of simple operation, low cost, environmental protection, low consumption and recyclable material.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二氧化碳转化和利用的方法,尤其是一种基于光致缺陷反应的二氧化碳全分解技术。
技术介绍
人工光合成是二氧化碳转化和利用的创新技术,它是利用太阳能激发半导体光催化材料产生的光生电子和空穴,将二氧化碳催化还原。与其它方法相比,该过程在常温常压下进行,原料简单易得,直接利用太阳能无需耗费辅助能源,可真正实现碳资源的合理利用,因而被认为是最具前景的二氧化碳转化技术之一。人工光合成技术转化二氧化碳研究的核心是半导体光催化材料,它是决定该技术得以实际应用的重要因素。而某些光催化材料,在光催化反应中稳定性较差,容易发生光腐蚀现象。普遍认可的光腐蚀步骤如下:光催化剂受光激发后,电子从价带激发到导带,产生光生电子和空穴;光生空穴分两个缓慢的步骤催化剂表面被捕获,进而氧化半导体材料的阴离子。光腐蚀过程是一个消耗光生空穴,破坏晶格位点的过程。本专利技术利用氧化物半导体光催化剂的光腐蚀反应在材料表面产生氧空位,利用氧空位活化二氧化碳分子,从而实现完全分解二氧化碳产碳和氧气。利用光致缺陷反应完全分解二氧化碳分子的技术至今未见报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是,提供一种基于光致缺陷反应的二氧化碳全分解技术。该技术操作简便、成本低廉、环保低耗、材料可循环利用。为了实现上述目的,本专利技术通过如下技术方案实现,一种基于光致缺陷反应的二氧化碳全分解方法,包括以下步骤:(1)将半导体光催化材料置于密闭的系统中,对该系统抽真空,使密闭系统的真空度达到一定阈值;(2)对步骤(1)处于真空下的半导体光催化材料进行光辐照,使其表面生成氧空位;(3)将二氧化碳引入至步骤(1 ...
【技术保护点】
一种基于光致缺陷反应的二氧化碳全分解方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将半导体光催化材料置于密闭的系统中,对该系统抽真空,使密闭系统的真空度达到阈值;(2)对步骤(1)处于真空下的半导体光催化材料进行光辐照,使其表面生成氧空位;(3)将二氧化碳引入至步骤(1)中的密闭系统,继续光照,利用步骤(2)中真空光辅照后的半导体光催化材料还原二氧化碳。
【技术特征摘要】
1.一种基于光致缺陷反应的二氧化碳全分解方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将半导体光催化材料置于密闭的系统中,对该系统抽真空,使密闭系统的真空度达到阈值;(2)对步骤(1)处于真空下的半导体光催化材料进行光辐照,使其表面生成氧空位;(3)将二氧化碳引入至步骤(1)中的密闭系统,继续光照,利用步骤(2)中真空光辅照后的半导体光催化材料还原二氧化碳。2.根据权利要求1所述的基于光致缺陷反应的二氧化碳全分解技术,其特征在于:在步骤(1)中,所涉及的半导体光催化材料为能发生光腐蚀反应的所有氧化物半导体光催化材料;密闭系统的真空度为0~0.4Pa。3.根据权利要求1所述的基于光致缺陷反应的二氧化碳全分解技术,其特征在于:在步骤(2)中,所采用的真空辐照光源包括所有紫外及可见光区的光源;真空光照时间为0~48h;所...
【专利技术属性】
技术研发人员:王冰,王小辉,辛振宇,闫世成,邹志刚,
申请(专利权)人:南京大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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