一种光照调控M/TiO2催化CO2转化活性的方法

本发明属于多相催化领域，具体涉及一种光照调控m/tio2催化co2转化活性的方法。

背景技术：

1、能源化工产品主要是采用热催化的方法进行加工利用，其中使用贵金属催化剂催化转化。然而贵金属进行传统热催化存在一定的问题：高能耗、高排放，并且消耗大量的煤、石油、天然气等化石能源。化石能源的大量燃烧导致温室气体被排放到大气中，造成了严重的环境问题，因此，人们通过开发新的反应来减少催化反应所需温度和改变反应途径。通过研发新的催化方式来实现环保可再生能源利用。

2、随着采用半导体材料实现光催化分解水，光催化进入人们的视线，在光照时，光催化材料受到光激发会产生光电子和空穴，进而影响催化反应，但光催化的反应体系存在反应活性差的问题，导致光催化活性受限。因此，人们开发出光热催化，通过光照激发催化材料产生光电子和空穴，利用光照中大量的可见光和红外光，提高催化反应温度。这种方式耦合了光催化和热催化过程，双重作用克服了热催化反应能垒高、所需温度高和光催化转化率低的问题。金属氧化物m/tio2催化剂已被研究用于催化co2加氢转化(m为cu、ag、au、pd、pt、ni等)，但反应中因反应温度较高，消耗能量多，催化co2转化效率低而不能够被广泛利用。

技术实现思路

1、本发明针对现有热催化中反应温度比较高，催化co2转化效率低的问题，提供了一种光照调控m/tio2催化co2转化活性的方法。本发明通过体系中引入光照的方式，采用光热协同催化，通过调变催化剂表面的电子结构，提高催化剂表面的温度，进而提高co2加氢的转化率。本发明提供了一种通过加光提高m/tio2催化co2反应转化率的思路。

2、本发明光照调控m/tio2催化co2转化活性的方法，包括如下步骤：

3、以tio2和金属前驱体为原料，通过浸渍法制备得到m/tio2催化剂；将获得的m/tio2催化剂置于流动相催化反应装置中，并加光照射，利用光照调变催化剂表面电子结构，提高co2催化加氢反应的活性。

4、其中m选自pt、pd、ni、cu、ag或au，相应的，金属前驱体选自四氨合硝酸铂、硝酸镍、硝酸铜、硝酸银、氯金酸、氯化钯。

5、进一步地，m优选为pd、ni、ag。

6、所述m/tio2催化剂中，金属m的负载量控制在1％左右。

7、所述tio2选自tio2-{100}、tio2-{101}、tio2-{001}，优选tio2-{101}。

8、进一步地，反应温度控制为400℃。

9、进一步地，光照强度为500mw/cm2。

10、本发明的有益效果体现在：

11、1、本发明催化剂采用一种简单的化学方法制备，这种催化剂兼备光效应以及热效应，通过光热结合的方法提高催化剂表面的co2加氢活性，这种协同效应与单纯热催化co2加氢活性相比有明显的提升。

12、2、与传统热催化相比，加光以后对反应体系的影响主要表现在加光以后，光照激发tio2载体产生光生电子和空穴，光生电子迁移到金属m(m为pt、pd、ni、cu、ag、au)的表面，提高了对反应物分子的吸附能力，进而提高了反应转化率。

技术特征：

1.一种光照调控m/tio2催化co2转化活性的方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种光照调控M/TiO<subgt;2</subgt;催化CO<subgt;2</subgt;转化活性的方法，通过简单浸渍法制备不同的金属氧化物催化剂M/TiO<subgt;2</subgt;(M为Pt、Pd、Ni、Cu、Ag、Au)，使用固定光源照射催化剂，利用光照调变催化剂表面电子结构，影响催化剂表面温度，进而提高催化CO<subgt;2</subgt;加氢的性能。与传统热催化CO<subgt;2</subgt;加氢相比，本发明通过在反应中加上光源照射M/TiO<subgt;2</subgt;表面，调控催化剂电子结构，提高催化CO<subgt;2</subgt;加氢的性能。

技术研发人员：千坤,胡朝阳,王博
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22