[发明专利]一种Au@CeO2

说明书

本发明属于能源转化材料制备技术领域，提供一种Au@CeO₂/HATP复合光催化剂的制备方法及其应用。本发明包括(1)CeO₂/HATP复合光催化剂的制备：(2)Au@CeO₂/HATP复合光催化剂的制备。本发明得到的Au@CeO₂/HATP复合用于紫外光下将CO₂转化为甲烷的用途；本发明所述的制备方法简单、不会造成资源浪费与二次污染的形成，为缓解能源危机，提供一种技术。

技术领域

本发明属于能源转化材料制备技术领域，涉及一种Au@CeO₂/HATP复合光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

环境污染和能源危机是人类社会可持续发展所面临的的两大主要危机和挑战。自从1972 年Fujishima和Honda首次利用半导体TiO₂分解水之后，半导体光催化剂在将太阳能转换为氢能源的方面被认为是有前景的方法。随着燃烧化石燃料所产生的二氧化碳排放量的不断增加，将二氧化碳减少为化学原料已成为一项至关重要的任务，将对全球碳平衡和能源危机产生积极影响。在自然界中，绿色植物在阳光下的光合作用将CO₂与H₂O转化为碳水化合物和 O₂。受到这一自然过程的启发，许多研究活动致力于开发人造或合成光催化剂，用于将CO₂还原成有机化合物以及CH₄等碳氢燃料。

作为稀土半导体的重要成员，CeO₂由于其高活性，无毒性，高稳定性。此外，纳米结构的二氧化铈(CeO₂)由于它在Ce(IV)-Ce(III)氧化还原循环中易于实现的状态，因其具有高的氧转移能力，从而其在催化，太阳能电池和固体氧化物燃料电池中受到广泛关注。CeO₂导带的位置有利于将CO₂还原为甲醇(CH₃OH)，甲烷(CH₄)，一氧化碳(CO)和甲酸(HCOOH) 等化工材料。但是，由于其粒径小，易团聚等缺点，不能更好的与CO₂接触，因此，通过引入载体来提高CeO₂的分散性。

凹凸棒土(ATP)的外比表面积和内比表面积都非常大，因此，具有优良的吸附性和催化性，可用作催化剂的载体、烯烃聚合的催化剂等。凹凸棒土的催化性能表现为，当某种反应物质寄附于凹凸棒土晶体内部的大孔穴表面上时，其反应速度有所加快，且反应生成的新物质又可以从坡缕石粘土内部扩散释放出来，而凹凸棒土晶体骨架不被破坏。通过对ATP进行酸处理得到功能化的凹凸棒土，使凹凸棒土暴露更多的活性基团，CeO₂通过负载功能化的 ATP，减少其团聚性,将CO₂转换为CH₄的还原的电位为-0.24V(V vs NHE，H＝7)。通过引入贵金属,一方面增加电子的转移速率，降低光激电子-空穴对的重组率；另一方面，利用贵金属的局域表面等离子体共振效应提高光源利用率。

目前，氧化铈和凹凸棒土相结合的研究，还未见相关报道。

发明内容

本发明采用水热的手段，制备出Au@CeO₂/HATP复合光催化剂。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的。

一种Au@CeO₂/HATP复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)CeO₂/HATP复合光催化剂的制备：

称取ATP溶于盐酸溶液中水浴搅拌，离心，洗涤，干燥，得到功能化的凹凸棒土HATP；