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一种CO2捕获-光催化原位还原-生物质氧化的LDHs多功能催化剂的制备方法与应用 

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申请/专利权人:北京化工大学;衢州资源化工创新研究院

摘要:本发明提供了一种低浓度CO2捕获‑光催化原位还原与生物质氧化耦合的光催化剂及其制备方法和应用。该催化剂应用于碳捕获‑光催化CO2还原生物质氧化的多过程耦合反应中。该催化剂的制备是利用共沉淀方法合成层状双金属氢氧化物LDHs,其表示为CO32‑‑M2+M3+‑LDHs,可在含CO2的气氛中进行碳捕获并形成层间碳酸根。在耦合反应中CO32‑被不断光还原而消耗,该催化剂可持续捕获气氛中的CO2进行补充;LDHs表面羟基将生物质转化为相应的醛酮等氧化产物,实现工业尾气中二氧化碳的资源化利用与生物质资源的升级转化。

主权项:1.一种CO2捕获-光催化原位还原-生物质氧化的LDHs多功能催化剂的制备方法,其特征是按照如下步骤制备:A.将可溶性的M2+及M3+硝酸盐用50~200mL除尽CO2的去离子水配制为混合盐溶液A,其中M2++M3+=0.1~0.3molL,M2+与M3+的摩尔比为2~4:1所述的M2+为Mg2+、Zn2+、Ni2+、Co2+、Cu2+、Mn2+中的一种或两种;M3+为Al3+、Fe3+、Cr3+、Ce3+、In3+、Ga3+中的一种;B.将沉淀剂溶于与溶液A等体积的除尽CO2去离子水中配制溶液B,所述沉淀剂为NaOH或KOH,溶液B浓度为0.2molL~0.9molL;C.在反应器中加入与溶液A及溶液B等体积的除尽CO2去离子水或甲酰胺溶液,其中甲酰胺体积分数低于50%,在N2或Ar的惰性气氛保护下将溶液A与溶液B同时以1~5mLmin的速度滴入反应器中,通过控制溶液A与B的滴加速度保持溶液的pH在9~11,搅拌速度为400~600rmin,滴加结束后得到水滑石前驱体溶液,表示为NO3--M2+M3+-LDHs;D:将水滑石前驱体溶液置于空气气氛下,搅拌1~2h,捕获气氛中的CO2,形成CO32--插层;将所得溶液离心并用去离子水洗涤至中性,将固体物放置于冷冻干燥机中干燥12h,表示为CO32--M2+M3+-LDHs。

全文数据:

权利要求:

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