System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法技术_技高网

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一种利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法技术

技术编号：41291293 阅读：15 留言：0更新日期：2024-05-13 14:42

本发明专利技术公开了一种利用锐钛矿/金红石复合相TiO<subgt;2</subgt;催化剂催化CO<subgt;2</subgt;制备CO和CH<subgt;4</subgt;的方法，属于材料制备和光催化还原CO<subgt;2</subgt;技术领域。该方法将锐钛矿/金红石复合相TiO<subgt;2</subgt;催化剂均匀分散在石英砂板上，置于密闭反应器中，通入CO<subgt;2</subgt;气体，在氙灯下进行光催化反应，获得CO和CH<subgt;4</subgt;。本发明专利技术改变煅烧温度调控相变程度，结合了锐钛矿和金红石相的优势，实现了TiO<subgt;2</subgt;光催化材料优异的光吸收能力，用于光催化CO<subgt;2</subgt;还原领域，提高CO<subgt;2</subgt;还原效率，实现CO<subgt;2</subgt;向燃料CH<subgt;4</subgt;和CO的转化，具备良好的环境和经济效益。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料制备和光催化还原co2，具体涉及一种利用锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂催化co2制备co和ch4的方法。

技术介绍

1、目前全球大量排放co2，其产生的温室效应带来的环境问题越来越受到人们的重视。光催化还原技术是最为绿色有效的方法，光催化技术利用自然光，在光催化剂上进行co2向其他含碳燃料的转化，实现了co2的绿色有效利用。

2、tio2是一类半导体材料，其成本低活性高，自1972年来被广泛用于光催化反应，常用的两种晶型分别是锐钛矿和金红石，锐钛矿的禁带宽度为3.2ev，金红石的禁带宽度为3.0ev，因此金红石型钛对可见光的吸收能力更强，而锐钛矿型钛对h2o分子等具有较强的吸附能力促使其在光催化co2还原反应中具有更佳的表现。但常用的两种晶型都存在电子和空穴的复合率较高，这会降低量子效率从而降低光催化活性。

3、因此，提供一种利用锐钛矿和金红石复合相tio2催化剂实现绿色高效光催化还原co2的方法迫在眉睫。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种利用锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂催化co2制备co和ch4的方法，该方法简单绿色高效，结合了锐钛矿和金红石相的优势，通过煅烧温度调控相变程度，实现了锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂优异的光吸收能力，提高了光催化co2的效率，并实现了co2向燃料ch4和co的转化。

2、为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：

<p>3、一种利用锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂催化co2制备co和ch4的方法，将锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂均匀分散在石英砂板上，置于密闭反应器中，通入co2气体，在氙灯下进行光催化反应，获得co和ch4。

4、进一步的，所述锐钛矿/金红石复合相tio2光催化材料的制备方法为：将乙醇、钛酸四丁酯和去离子水混合，形成凝胶，将凝胶烘干，研磨，煅烧，冷却至室温，即获得锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂。

5、进一步的，所述乙醇、钛酸四丁酯和去离子水的体积比为1:1:1。

6、进一步的，所述烘干的温度为110℃。

7、进一步的，所述煅烧过程，先升温至300℃，再升温至500℃～650℃下进行煅烧。

8、进一步的，所述煅烧第二次升温的温度为525℃～625℃。

9、进一步的，所述煅烧升温至300℃的升温速率为5℃/min，升温至500℃～650℃的升温速率为2℃/min。

10、进一步的，所述氙灯为280w。

11、进一步的，所述锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂中的金红石相的比例为19％～81％。

12、进一步的，具体步骤如下：

13、1)将乙醇、钛酸四丁酯和去离子水混合，形成凝胶，将凝胶在110℃下烘干，研磨，以5℃/min升温至300℃煅烧，然后再以2℃/min升温至500℃～650℃下进行煅烧，冷却至室温，即获得锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂；其中，乙醇、钛酸四丁酯和去离子水的体积比为1:1:1；锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂中的金红石相的比例为19％～81％；

14、2)将步骤1)制备得到的锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂均匀分散在石英砂板上，置于密闭反应器中，通入高纯度co2气体，在280w氙灯下进行光催化反应，获得co和ch4。

15、有益效果：相比于现有技术，本专利技术的优点为：

16、(1)本专利技术利用钛酸四丁酯、乙醇和水，通过改变锻烧温度和时间来调控tio2出现不同程度的相变，结合了锐钛矿相和金红石相的优势，促进了光生电子与空穴的分离，促进了电子转移，实现了复合相tio2更加优异的光吸收能力，从而提高了催化co2的效率。

17、(2)本专利技术所制备的多相tio2材料具有优异的光催化性能，其中tio2-575(金红石型比例为38.6％)展现出比两种单一晶相钛更好的光吸收性能，提高了光生电荷的利用率，同时提高光催化co2还原的效率，实现了co2向燃料ch4和co的转化，且生成价值更高的燃料ch4。

18、(3)本专利技术首次将其锐钛矿/金红石复合相tio2光催化材料用于光催化还原co2领域，且显示出了优异的光催化效果。

19、(4)本专利技术制备锐钛矿/金红石复合相tio2光催化材料用于光催化还原co2制备co和ch4，制备方法简单，原料成本降低，反应条件温和，具备良好的环境和经济效益。

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【技术保护点】

1.一种利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法，其特征在于，将锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂均匀分散在石英砂板上，置于密闭反应器中，通入CO2气体，在氙灯下进行光催化反应，获得CO和CH4。

2.根据权利要求1所述的利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法，其特征在于，所述锐钛矿/金红石复合相TiO2光催化材料的制备方法为：将乙醇、钛酸四丁酯和去离子水混合，形成凝胶，将凝胶烘干，研磨，煅烧，冷却至室温，即获得锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂。

3.根据权利要求2所述的利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法，其特征在于，所述乙醇、钛酸四丁酯和去离子水的体积比为1:1:1。

4.根据权利要求2所述的利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法，其特征在于，所述烘干的温度为110℃。

5.根据权利要求2所述的利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法，其特征在于，所述煅烧过程，先升温至3

6.根据权利要求5所述的利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法，其特征在于，所述煅烧第二次升温的温度为525℃～625℃。

7.根据权利要求5所述的利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法，其特征在于，所述煅烧升温至300℃的升温速率为5℃/min，升温至500℃～650℃的升温速率为2℃/min。

8.根据权利要求1所述的利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法，其特征在于，所述氙灯为280W。

9.根据权利要求1所述的利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法，其特征在于，所述锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂中的金红石相的比例为19％～81％。

10.根据权利要求1所述的利用锐钛矿/金红石复合相TiO2催化剂催化CO2制备CO和CH4的方法，其特征在于，具体步骤如下：

...

【技术特征摘要】

1.一种利用锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂催化co2制备co和ch4的方法，其特征在于，将锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂均匀分散在石英砂板上，置于密闭反应器中，通入co2气体，在氙灯下进行光催化反应，获得co和ch4。

2.根据权利要求1所述的利用锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂催化co2制备co和ch4的方法，其特征在于，所述锐钛矿/金红石复合相tio2光催化材料的制备方法为：将乙醇、钛酸四丁酯和去离子水混合，形成凝胶，将凝胶烘干，研磨，煅烧，冷却至室温，即获得锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂。

3.根据权利要求2所述的利用锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂催化co2制备co和ch4的方法，其特征在于，所述乙醇、钛酸四丁酯和去离子水的体积比为1:1:1。

4.根据权利要求2所述的利用锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂催化co2制备co和ch4的方法，其特征在于，所述烘干的温度为110℃。

5.根据权利要求2所述的利用锐钛矿/金红石复合相tio2催化剂催化co2制备co和ch4的...

【专利技术属性】
技术研发人员：万海勤，李雪，王鑫，董林，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：

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