[发明专利]一种利用负载型催化剂直接转化二氧化碳制备甲烷的方法

权利要求书

1.一种利用负载型催化剂直接转化二氧化碳制备甲烷的方法，其特征在于：利用太阳光为负载型催化剂的合成及催化过程供光、供热，所述负载型催化剂直接利用太阳光中紫外光、可见光及红外部分，诱导光热催化反应利用氢气还原二氧化碳制备甲烷。

2.根据权利要求1所述的利用负载型催化剂直接转化二氧化碳制备甲烷的方法，其特征在于：所述负载型催化剂的活性组分为过渡族第Ⅷ族元素的钌，负载于镁铝层状双金属氢氧化物-石英滤纸复合载体。

3.根据权利要求2所述的利用负载型催化剂直接转化二氧化碳制备甲烷的方法，其特征在于，所述负载型催化剂利用光热合成法制备，其合成包括如下步骤：

(1)将可溶性镁盐、铝盐和尿素溶解于蒸馏水中，搅拌10min后放入聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中，再放入石英滤纸充分浸渍，在120℃下水热合成24h，取出后使用蒸馏水冲洗石英滤纸，再通过真空干燥获得镁铝层状双金属氢氧化物-石英滤纸复合载体；

(2)将30-50滴含有钌元素的前驱体溶液滴至镁铝层状双金属氢氧化物-石英滤纸复合载体上，滴加溶液不能溢出石英滤纸，溶液由会聚太阳光加热蒸干，重复上述操作直至所有前驱体溶液滴加完；

(3)将上述复合载体置于光热催化反应器中，利用会聚太阳光照射，通入氢气的还原气氛，还原0.5h得到光热合成法制备的负载型催化剂。

4.根据权利要求3所述的利用负载型催化剂直接转化二氧化碳制备甲烷的方法，其特征在于：所述步骤(1)通过真空干燥获得的镁铝层状双金属氢氧化物-石英滤纸复合载体中，镁铝层状双金属氢氧化物和石英滤纸的质量比例为0.2-0.3：1.0。

5.根据权利要求3所述的利用负载型催化剂直接转化二氧化碳制备甲烷的方法，其特征在于：步骤(2)中将30-50滴含有钌元素的前驱体溶液滴至镁铝层状双金属氢氧化物-石英滤纸复合载体上，调控复合载体和活性组分的比例，即复合载体和钌的质量比例为20-100：1.0。

6.根据权利要求1所述的利用负载型催化剂直接转化二氧化碳制备甲烷的方法，其特征在于，所述负载型催化剂直接利用太阳光中的紫外光、可见光及红外部分实现催化剂活化，具体包括如下步骤：

(1)将负载型催化剂置于反应系统内，对反应系统抽真空；

(2)将体积比为(4.2±0.2)：1.0的氢气与二氧化碳混合气体通入反应系统至常压，控制光照时间2h，光照结束后对系统抽真空。