一种混合糖液光热转化的光催化剂的制备方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种混合糖液光热转化的光催化剂的制备方法及其产品，属于催化剂制备技术领域。本发明专利技术以镍盐、纳米二氧化锆、2

【技术实现步骤摘要】
一种混合糖液光热转化的光催化剂的制备方法及其产品


[0001]本专利技术属于催化剂制备
，特别是涉及一种混合糖液光热转化的光催化剂的制备方法及其产品。

技术介绍

[0002]随着人类生活水平的迅速提高，对于能源的需求越来越大，导致石油、煤等传统能源快速消耗并向大气释放过多二氧化碳，严重影响了生态环境。将二氧化碳重新转化为其他能源物质，对于降低大气中二氧化碳浓度以及解决能源问题均有重要意义。太阳能是一种可再生能源，太阳能光热转换技术是指将太阳辐射能转换为热能的利用技术。最为常见的应用是太阳能热水器——利用太阳能将水加热用于生产生活；还有就是太阳能光热发电，利用聚光系统将大面积的太阳光能会聚，将集中获得的热能取代利用传统能源煤燃烧提供的热能来发电。上述技术可利用太阳光转化为热能或电能，但是不能够解决二氧化碳排放问题，而且需要相关的装置才能进行，成本较高，如何利用二氧化碳、低成本实现光能向热能的高效转化是目前亟需解决的技术难题。
[0003]光催化剂可将光能转化为热能，目前，有现有技术以金属氧化物膜和金属粒子或金属氧化物粒子制备光催化剂，该光催化剂可对可见光进行响应，具有一定的光催化效率，但是光热转化效率有待进一步提高。生物质材料主要由碳、氢、氧三种元素组成，蕴藏巨大能量，其具有可再生、来源广等特点。生物质能源的高效、清洁利用成为近年来的一个研究热点。利用生物质材料结合光催化剂实现太阳能光热转化，对于能源转化以及环境污染治理领域具有重要意义。因此，研究一种安全环保、低成本、光热转化效率高、可提高生物质材料资源利用率的光催化剂，对于太阳能光热转化领域的发展具有指导作用。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种混合糖液光热转化的光催化剂的制备方法及其产品，本专利技术制得的光催化剂可将混合糖液在光照下利用太阳光通过光催化剂将光能转化为热能，具有成本效益、环保、高效的特点，符合可持续发展要求。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术目的之一是提供一种混合糖液光热转化的光催化剂的制备方法，以镍盐、纳米二氧化锆、2
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乙基
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甲基咪唑和甲醇为原料，采用搅拌、过滤、干燥、分段焙烧的方法，得到所述混合糖液光热转化的光催化剂。
[0007]进一步地，包括如下步骤：
[0008](1)将镍盐、纳米二氧化锆和2
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甲基咪唑混合，再加入甲醇进行超声分散，得到前驱体溶液；经搅拌、过滤、干燥，得到前驱体；
[0009](2)将前驱体依次在200～300℃、500～600℃下进行两段焙烧处理，得到所述混合糖液光热转化的光催化剂。
[0010]进一步地，步骤(1)所述镍盐、纳米二氧化锆、2
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甲基咪唑和甲醇的质量比
为3:(0.2～0.3):2:(5～15)。
[0011]进一步地，步骤(1)所述搅拌的时间为6～12h；所述干燥的温度为100～120℃，时间为12～24h。
[0012]进一步地，步骤(2)所述焙烧处理在氮气气氛下进行。
[0013]进一步地，步骤(2)所述焙烧处理是在3℃/min的升温速率下升温至200～300℃焙烧5～8h，再在5℃/min的升温速率下升温至500～600℃焙烧3～5h。
[0014]本专利技术目的之二是提供一种所述的制备方法制得的混合糖液光热转化的光催化剂。
[0015]本专利技术目的之三是提供一种所述的光催化剂在混合糖液光热转化中的应用。
[0016]进一步地，所述混合糖液为含有葡萄糖、果糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、核糖、半乳糖、赤藓糖和甘油醛中的两种以上的混合水溶液，糖液从生物质资源(如废弃甘蔗、秸秆等)中转化得到。
[0017]进一步地，所述应用的方法为：将所述光催化剂和混合糖液按(1～3):2的比例混合，再加入氢氧化钠，氢氧化钠质量为光催化剂的3～5倍，在室温、太阳光照射下反应3～4h，可实现光能向热能的转化。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术选用纳米级材料，纳米二氧化锆具有较高的反应活性及稳定性，易均匀分散，与镍盐、2
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甲基咪唑和甲醇配合使用，具有高分散的特性，加强了原料之间的相互作用，能够高效的实现二氧化碳向甲烷的转化，还可有效增加太阳光吸收，进一步提高甲烷产率。本专利技术制备光催化剂的过程，原料易得、工艺简单、易于产业化；制得的光催化剂可将混合糖液在光照下利用太阳光通过光催化剂将光能转化为热能，转化的热能可应用于净水、海水淡化、发电、催化转化、杀菌等领域，具有成本效益、环保、高效的特点，符合可持续发展要求。
[0020]本专利技术的光催化剂比表面积可达99.6m2/g，平均孔径在25～26.5nm；将光催化剂用于混合糖液光热转化，混合糖液在光照和光催化剂的作用下，将二氧化碳转化为甲烷，甲烷生成速率可达6.3mmol
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g
‑1·
h
‑1，选择性可达99.9％，表明本专利技术的光催化剂催化效率良好，在太阳能光热转换领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
[0021]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0022]以下实施例中，混合糖液从生物质资源秸秆中转化得到。
[0023]实施例1
[0024](1)将镍盐、纳米二氧化锆和2
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甲基咪唑混合，再加入甲醇进行超声分散，镍盐、纳米二氧化锆、2
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甲基咪唑和甲醇的质量比为3:0.25:2:10，得到前驱体溶液，然后搅拌9h、过滤、在110℃下干燥18h，得到前驱体。
[0025](2)将前驱体在3℃/min的升温速率下升温至250℃焙烧6h，再在5℃/min的升温速率下升温至550℃焙烧4h，焙烧处理在氮气气氛下进行，得到混合糖液光热转化的光催化剂。
[0026](3)将光催化剂和混合糖液按2:2的比例混合，再加入氢氧化钠，氢氧化钠质量为光催化剂的4倍，在室温、太阳光照射下反应3h，可实现光能向热能的转化。
[0027]实施例2
[0028](1)将镍盐、纳米二氧化锆和2
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甲基咪唑混合，再加入甲醇进行超声分散，镍盐、纳米二氧化锆、2
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甲基咪唑和甲醇的质量比为3:0.2:2:5，得到前驱体溶液，然后搅拌6h、过滤、在100℃下干燥24h，得到前驱体。
[0029](2)将前驱体在3℃/min的升温速率下升温至200℃焙烧5h，再在5℃/min的升温速率下升温至500℃焙烧3h，焙烧处理在氮气气氛下进行，得到混合糖液光热转化的光催本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合糖液光热转化的光催化剂的制备方法，其特征在于，以镍盐、纳米二氧化锆、2
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甲基咪唑和甲醇为原料，采用搅拌、过滤、干燥、分段焙烧的方法，得到所述混合糖液光热转化的光催化剂。2.根据权利要求1所述的混合糖液光热转化的光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将镍盐、纳米二氧化锆和2
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甲基咪唑混合，再加入甲醇进行超声分散，得到前驱体溶液；经搅拌、过滤、干燥，得到前驱体；(2)将前驱体依次在200～300℃、500～600℃下进行两段焙烧处理，得到所述混合糖液光热转化的光催化剂。3.根据权利要求2所述的混合糖液光热转化的光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述镍盐、纳米二氧化锆、2
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甲基咪唑和甲醇的质量比为3:(0....

【专利技术属性】
技术研发人员：王瀚翔，王志章，陈文浩，曾荣佳，韩云，韩秀梅，
申请(专利权)人：北京石大油源科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：