[发明专利]一种光电催化还原二氧化碳制备乙醇的方法

摘要

一种光电催化还原二氧化碳制备乙醇的方法，涉及一种制备乙醇的方法，该方法利用具有高光电催化特性的还原氧化石墨烯/二氧化钛纳米管复合材料作为光电催化反应电极，利用该复合材料的较强吸附性能吸附大气中的二氧化碳并附着于该电极表面，以高纯度铂片作为负电极，以碳酸氢钠水溶液作为电解液，采用恒压直流电源提供所需电压，采用紫外灯提供紫外线光照，将二氧化碳还原为清洁能源乙醇。本方法将大气中的温室气体二氧化碳进行资源化利用；采用还原氧化石墨烯/二氧化钛纳米管复合材料可提高反应体系中二氧化碳的光电催化效率；多孔状纳米材料还原氧化石墨烯可以有效的吸附大气中的二氧化碳气体；采用紫外灯光照可有效促进光电催化反应，增加乙醇产量。

主权项

1.一种光电催化还原二氧化碳制备乙醇的方法，其特征在于，所述方法包括以下制备步骤：1）采用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管，以钛片作为阳极以紫铜片作为阴极，配制HF0.2%wt的水溶液作为电解液，施加20V的外加电压，反应30min后，将其置入程控箱式电炉中，进行500℃退火2h以制备二氧化钛纳米管；2）采用改良后的Hummers浓碱水热法，以分析纯石墨粉作为原材料，制备具有高光电催化特性的还原氧化石墨烯；3）将通过阳极氧化法制备好的二氧化钛纳米管浸入到石墨烯溶液内24h，使溶液中的还原氧化石墨烯均匀的吸附在二氧化钛纳米管上，制备出石墨烯/二氧化钛纳米管复合材 料；4）采用有机玻璃制作一个圆筒形反应装置，在圆筒形反应装置外设置一个玻璃质敞口长方体，将四个紫外灯放置于两玻璃装置的四个空隙内，提供紫外光能；5）电解液的制备：以碳酸氢钠水溶液作为电解液，用10%氢氧化钠溶液和5%盐酸溶液对电解液的pH进行调节，提高光电催化还原二氧化碳产物中对乙醇的选择性，增加乙醇产量；6）以石墨烯/二氧化钛纳米管复合材料作为阳极，以高纯度铂片作为阴极放置于步骤4）中制作的反应装置中，碳酸氢钠水溶液作为电解液，通入恒压直流电，则该反应完成。