[发明专利]三相界面分段式串联催化的光催化CO2

权利要求书

1.一种三相界面分段式串联催化的光催化CO₂还原装置，其特征在于，包括反应器(2)以及设置于所述反应器内部的气体扩散单元(3)和分段式串联催化层(5)；

所述气体扩散单元(3)下表面设有所述分段式串联催化层(5)；

所述分段式串联催化层(5)包括第一段催化剂(51)和第二段催化剂(52)；所述第一段催化剂(51)为产物选择性为CO的光催化剂；所述第二段催化剂(52)为产物选择性为C₂+的光催化剂；

CO₂气体进入所述反应器(2)并通过所述气体扩散单元(3)，在光照下首先被所述第一段催化剂(51)还原为CO气体，随即CO气体被所述第二段催化剂(52)还原为C₂+产物，产物随气流从出气口引出。

2.根据权利要求1所述的三相界面分段式串联催化的光催化CO₂还原装置，其特征在于，所述分段式串联催化层(5)下方设有所述饱和溶液(6)，所述饱和溶液(6)的液面与所述分段式串联催化层(5)的下表面接触。

3.根据权利要求2所述的三相界面分段式串联催化的光催化CO₂还原装置，其特征在于，所述饱和溶液(6)为饱和碳酸氢盐溶液。

4.根据权利要求1所述的三相界面分段式串联催化的光催化CO₂还原装置，其特征在于，所述气体扩散单元(3)上表面连接气体通路(4)，所述气体通路(4)的首尾段分别设有进气口(41)和出气口(42)，所述进气口(41)位于所述第一段催化剂(51)上方，所述出气口(42)位于所述第二段催化剂(52)上方。

5.根据权利要求1所述的三相界面分段式串联催化的光催化CO₂还原装置，其特征在于，所述第一段催化剂(51)为C₃N₄或TiO₂。

6.根据权利要求1所述的三相界面分段式串联催化的光催化CO₂还原装置，其特征在于，所述第二段催化剂(52)为Pd或Cu基催化剂。

7.根据权利要求1所述的三相界面分段式串联催化的光催化CO₂还原装置，其特征在于，还包括光源(1)，所述光源(1)设置于所述反应器(2)的底部。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的三相界面分段式串联催化的光催化CO₂还原装置的还原方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

在所述反应器中加入碳酸氢盐溶液至气体扩散层下表面，在所述反应器中的气体扩散层下表面负载分段式串联催化剂；

将CO2气体通过进气口通入所述反应器中，打开所述反应器下方的光源；

CO2气体进入反应器后，通过气体扩散层在光照下首先被第一段催化剂还原为CO气体，随即CO气体被第二段催化剂还原为C₂+产物，产物随气流从出气口引出。