RTEM图；
图3为最佳实验条件下Pt-ZnGa2O4光催化剂的EDX图；
图4为最佳实验条件下，ZnGa2O4和Pt-ZnGa2O4的UV-Vis DRS图。
[0013]
【具体实施方式】
[0014]制备实施例1
称取Zn与Ga摩尔比为1:2的硝酸锌和硝酸镓在磁力搅拌下溶解于去离子水中形成混合溶液，将PEG-400按反应理论可得到的ZnGa2O4的质量的3%加入到混合硝酸盐溶液中，待其完全溶解后，在磁力搅拌下逐滴加入20%氨水，调节溶液pH值为8;将混合液转移至水热反应釜中进行水热、陈化反应，反应温度为80°C，反应时间12小时;将反应产物倒入真空抽滤装置中抽滤，用去离子水洗涤，真空干燥后500 °C焙烧3h获得高比表面的纳米ZnGa2O4;取获得的ZnGa2O4产品分散于去离子水中，充分搅拌形成悬浊液，加入其Pt负载重量2%的H2PtCl6水溶液，将悬浊液倒入三颈烧瓶中，经超声波分散的悬浮液加入20mL甲醇溶液(H2O: Me0H=99:1)，通入氮气，控制氮气流量为25L.h—S再打开光源，以250W的高压汞灯光照8h。所得沉淀用去离子水反复清洗，直至无Cl—检出，沉淀于373K下干燥6h，即得所需产品Pt-ZnGa2〇4。
[0015]制备实施例2
称取Zn与Ga摩尔比为1:2的硝酸锌和硝酸镓在磁力搅拌下溶解于去离子水中形成混合溶液，将PEG-4000按反应理论可得到的ZnGa2O4的质量的4%加入到混合硝酸盐溶液中，待其完全溶解后，在磁力搅拌下逐滴加入20%氨水，调节溶液pH值为9;将混合液转移至水热反应釜中进行水热、陈化反应，反应温度为100°C，反应时间10小时;将反应产物倒入真空抽滤装置中抽滤，用去离子水洗涤，真空干燥后400 °C焙烧4h获得高比表面的纳米ZnGa2O4 ；取获得的ZnGa204产品分散于去离子水中，超声波分散并充分搅拌形成悬池液，加入其Pt负载重量49i^H2PtCl6水溶液，悬浊液转入三颈烧瓶中，于80°C水浴中搅拌30min后，通入H2还原Pt4+离子，H2流量330?340mL/min，还原反应6 h。反应混和物离心分离，所得沉淀用去离子水反复清洗，直至无Cl—检出，沉淀物373K下干燥6h，即得所需产品Pt-ZnGa2O^
[0016]制备实施例3
称取Zn与Ga摩尔比为1:2的硝酸锌和硝酸镓在磁力搅拌下溶解于去离子水中形成混合溶液，将PEG-10000按反应理论可得到的ZnGa2O4的质量的6%加入到混合硝酸盐溶液中，待其完全溶解后，在磁力搅拌下逐滴加入20%氨水，调节溶液pH值为10;将混合液转移至水热反应釜中进行水热、陈化反应，反应温度为120°C，反应时间8小时;将反应产物倒入真空抽滤装置中抽滤，用去离子水洗涤，真空干燥后300 0C焙烧6h获得高比表面的纳米ZnGa2O4。称取一定量的ZnGa2O4放入一烧杯中，加入5mL无水乙醇超声10分钟，再加AH2PtCl6水溶液，使样品的Pt重量负载为5%，超声波分散后置于磁力搅拌器上不断搅拌形成悬浊液，并维持50°C恒温。另取1mL无水乙醇，5mL水合肼加入分液漏斗中，混合均匀，缓慢滴加到烧杯中，在50°C恒温下继续搅拌还原lh，静置，所得沉淀用蒸馏水洗涤，抽滤多次洗涤，直至无Cl—检出，沉淀物373K下干燥6h，即得所需产品Pt-ZnGa2O4。
[0017]应用实施例1
光催化还原CO2反应在购制的石英反应器(300W氣灯为模拟太阳光光源，北京中教金源科技有限公司生产)中进行，将0.4gPt-ZnGa204分散至装有400mL水的反应器中，加入NaOH和无水Na2SO3作为牺牲剂，磁力搅拌均匀，使牺牲剂浓度为0.1M。然后将高纯0)2以200 mL/min的流量通入反应器中，反应温度保持在恒温，在暗处搅拌吸附30 min后打开光源。光催化反应2、4、6、8h时取样，离心，取上清微孔滤膜过滤，滤液进一步处理后采用气相色谱仪分析甲醇的含量。实验结果表明，当反应温度为75°C，反应时间为6h时，反应液中甲醇含量最高，达5.72 mmol.gcat—S随着反应的进行甲醇含量有所降低。
[0018]应用实施例2
在应用实施例1相同条件下进行了 ZnGa2O4样品的光催化还原实验，其甲醇检出量很少。取Pt-ZnGa2O4最佳样品在黑暗条件下做CO2还原对照实验和不加催化剂的情况下做CO2还原对照实验，结果表明，无光照射和不加催化剂条件下反应液中没有检测出甲醇。
【主权项】
1.一种太阳光驱动高效还原COd^Pt-ZnGa2O4光催化剂的制备，其特征是在分散剂聚乙二醇(PEG)作用下，以硝酸锌和硝酸镓为原料，通过控制Zn与Ga的比例为1: 2，采用水热、陈化法与液相还原法结合制备高比表面的Pt-ZnGa204纳米光催化剂。2.—种如权利要求1所述的高比表面的Pt-ZnGa204纳米光催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)将Zn与Ga摩尔比为1:2分别称取所需硝酸锌和硝酸镓将其在磁力搅拌下溶解于去离子水中形成混合溶液； (2)聚乙二醇(PEG)按2?10%加入到步骤(I)制得的混合硝酸盐溶液中，加入量以反应理论可得到的ZnGa2O4的质量来衡量，待其完全溶解后，在磁力搅拌下逐滴加入20%氨水，调节溶液pH值为8?10; (3)将步骤(2)反应体系转移至水热反应釜中进行低温水热、陈化反应，反应温度为80?120°C，反应时间为6?12小时； (4)将步骤(3)的产物倒入真空抽滤装置中抽滤，用去离子水洗涤，真空干燥及焙烧后获得高比表面的纳米ZnGa2O4光催化剂，其中焙烧温度为300?700 °C，焙烧时间为2?5h; (5)称取步骤(4)获得的ZnGa2O4分散于去离子水中，充分搅拌形成悬浊液，加入H2PtCl6水溶液，加入量为Pt的重量负载ZnGa2O4的I?5%，液相还原方法使溶液中Pt4+离子沉积于ZnGa204表面； (6)将反应混合物离心分离，得到的沉淀物，用去离子水多次洗涤沉淀直至无Cl—检出，将沉淀物在373K干燥，即得所需Pt-ZnGa2O4。3.根据权利要求2所述的一种高比表面的Pt-ZnGa204纳米光催化剂的制备方法，其特征在于:步骤(2)中所述的分散剂为PEG-400、PEG-1000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-8000或PEG-10000中一种或几种混合物，加入量为2?10%，以提高产物的比表面积。4.根据权利要求2所述的一种高比表面的Pt-ZnGa204纳米光催化剂的制备方法，其特征在于:步骤(4)中所获得的ZnGa2O4产品分散于去离子水中，加入H2PtCl6水溶液，加入量为Pt的重量负载ZnGa2O4的I?5%，通过光还原法、液相氢气还原法或化学还原法中的一种或几种同时进行的液相还原方法，使溶液中Pt4+离子还原沉积于ZnGa2O4表面。5.权利要求1所述的一种太阳光响应的Pt-ZnGa2O4光催化剂应用于高效还原CO2以获得羧酸、醇类和烷烃类物质。
【专利摘要】本发明公开了一种太阳光驱动高效还原CO2的Pt-ZnGa2O4光催化剂制备方法，该方法包括：(1)取物质的量之比为1:2的硝酸锌和硝酸镓于去离子水中形成混合液；(2)？将聚乙二醇加入混合液中，后逐滴加入20%氨水，调节溶液pH值为弱碱性；(3)？将反应体系转移至反应釜中进行水热、陈化反应；(4)？反应产物抽滤、洗涤、干燥及焙烧后获得高比表面ZnGa2O4；(5)？取ZnGa2O4分散于去离子水中并加入氯铂酸，将Pt4+还原沉积于ZnGa2O4表面；(6)？将产物离心分离，用去离子水洗涤，干燥，即得Pt-ZnGa2O4。本发明制备的产物微粒均匀，过程简单、节能、环保，稳定，在太阳光照射下能高效还原CO2。
【IPC分类】C07C29/159, B01J37/16, B01J23/62, C07C31/04
【公开号】CN105618039
【申请号】CN201610078833
【发明人】张丽, 戴超华, 阎建辉, 张秀秀, 周民杰, 钟明
【申请人】湖南理工学院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年2月4日