[发明专利]一种对称双功能光催化剂、双室光反应器及光催化还原二氧化碳的方法

权利要求书

1.采用对称双功能光催化剂的双室光反应器，其特征在于，所述对称双功能光催化剂包括TiO₂纳米管阵列基底，基底表面电沉积有石墨烯层，石墨烯层上沉积有窄禁带半导体纳米颗粒作为光敏化剂；包括对称设置的阳极反应池和阴极反应池，阴极反应池和阳极反应池之间设有两个连接口，一个连接口中间固定设有Nafion质子交换膜，另一个连接口中间固定设有由对称双功能光催化剂制成的基片，阴极反应池和阳极反应池顶部均设有进气口和出气口，阳极反应池侧壁上设有光窗口。

2.根据权利要求1所述的双室光反应器，其特征在于，所述窄禁带半导体纳米颗粒为氧化亚铜、氧化铜、硫化镉、氧化锌、硫化铅、氧化铅中的一种或两种及以上的混合。

3.根据权利要求1或2所述的双室光反应器，其特征在于，所述电沉积的方法为循环伏安法、恒电流沉积法或恒电位沉积法。

4.根据权利要求3所述的双室光反应器，其特征在于，在石墨烯层上沉积窄禁带半导体纳米颗粒的方法为电化学沉积、湿化学法沉积、水热法沉积、溶剂热法沉积或光化学法沉积。

5.根据权利要求1或2或4所述的双室光反应器，其特征在于，阳极反应池和阴极反应池中为水或电解质溶液，阳极反应池的电解质溶液为Na₂SO₄、NaCl、Na₂SO₃溶液中的一种或两种及以上的混合物；阴极反应池的电解质溶液为NaHCO₃、Na₂CO₃、NaOH、KOH、K₂CO₃溶液中的一种或两种及以上的混合物。

6.根据权利要求5所述的双室光反应器，其特征在于，阴极反应池的侧壁上设有取液口。

7.采用权利要求6所述的双室光反应器光催化还原二氧化碳的方法，其特征在于：在双室光反应器的阳极反应池和阴极反应池加入水或电解质溶液；光线由光窗口射入阳极反应池后直接照射在基片上，高纯N₂、CO₂气体分别通过进气口各自通入阳极反应池、阴极反应池的电解质溶液中，进行水的光氧化和CO₂的还原反应；气相产物随载气由出气口排出反应器。

8.根据权利要求7所述的光催化还原二氧化碳的方法，其特征在于，CO₂的还原产物为醇类、烃类、一氧化碳中的一种或两种及以上的混合物。