[发明专利]光催化重整甲醇及生物质衍生物制取低CO浓度氢气的方法

权利要求书

1.光催化重整甲醇及生物质衍生物制取低CO浓度氢气的方法，其特征是：利用担载助催化剂的TiO₂为催化剂，用光催化的方法在水相中制取氢气；反应体系中甲醇及其他生物质衍生物中的一种或二种以上在水相当中的总浓度为0.1vol%~40vol%或1.3mmol/L~5mol/L；

担载助催化剂的TiO₂是指于TiO₂上担载二种以上金属或金属氧化物助催化剂的活性成份，其中Pd担载量是TiO₂的0.005-5.0wt%，还担载包括Pt、Au、Ag、Ir、Cu、Ni、Ru、Rh、Mn中的一种或二种以上，其中每种助催化剂担载量分别是TiO₂的0.005-5.0wt%。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述其他生物质衍生物包括乙醇、丙三醇、葡萄糖中的一种或二种以上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的TiO₂采用沉淀法或高温焙烧法制备；

沉淀法：将钛源的醇溶液滴加入醇、水、酸的混合溶液中；其中，钛源的醇溶液浓度为10vol%~60vol%；醇、水、酸的混合溶液中醇占30vol%~80vol%，水占20vol%~70vol%，酸占0vol%~10vol%；钛源与水的摩尔比为15%~80%；后用NaOH调节其pH值至5~9，使钛源完全沉淀；沉淀过滤并用一次去离子水、乙醇先后洗涤后，在80°C烘箱中干燥3~24h，后在300~800°C空气气氛下焙烧3~48h；

高温焙烧法：以购买的商品化TiO₂材料为前躯体，在300~800°C空气气氛下焙烧3~48h。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：

合成中采用的钛源包括钛酸四丁酯、异丙醇钛、四氯化钛、四氟化钛或硫酸钛，优选钛酸四丁酯或异丙醇钛，其中醇包括乙醇或异丙醇，酸包括HCl、HNO₃或H₂SO₄；

商品化TiO₂包括P25（Degussa）、金红石（Alfa Aesar）或锐钛矿（Alfa Aesar），优选P25。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述助催化剂的担载采用原位光沉积法、浸渍法或胶体吸附法中的一种或多种来实现；

光沉积法：将TiO₂加入助催化剂活性成份的可溶性前躯体溶液中，在无氧、光照条件下利用TiO₂上光生电子或空穴实现助催化剂的还原或氧化；

浸渍法：将TiO₂加入助催化剂活性成份的可溶性前躯体溶液中浸渍烘干后，在氢气或空气气氛下于200~500℃处理1~5h，流速为10mL/min~300mL/min，氢气气氛为H₂含量在2vol%~100vol%的H₂/Ar混合气；

胶体吸附法：根据文献（Catal.Today,2012,185,253-258）制备所需胶体，将TiO₂加入制备好的含有0.005wt%~5.0wt%助催化剂的胶体溶液中，常温搅拌吸附1h后，过滤并用一次去离子水洗涤，在80°C烘箱中干燥3~24h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是：

光催化的方法采用光的波长最佳范围190–400nm。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征是：

光催化的方法采用的光源包括氙灯、汞灯、氙汞灯、碘钨灯或太阳光，所用反应液体积为30mL~1000mL时，光源的光强50~800W。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是：

反应在无氧条件下进行，反应为无氧条件指的是通过抽空法或惰性气体排除法去除反应容器及反应液内的空气，惰性气体为氮气、氦气或氩气。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征是：担载助催化剂的TiO₂是指于TiO₂上的担载Pd和Ir双组分，其中每种助催化剂担载量分别是TiO₂的0.005-5.0wt%。