[发明专利]一种由二氧化碳和水制备乙醇的方法

权利要求书

1.一种由二氧化碳和水制备乙醇的方法，其特征在于：将用Co-P修饰和W掺杂的BiVO₄电极构成的光阳极和由染料敏化、过渡金属沉积的和经修饰的TiO₂导电玻璃构成的光阴极分别置于含有敏化剂的KHCO₃或NaHCO₃水溶液构成的电解液内，并使光阳极和光阴极间保持一个间隔，将光阳极和光阴极分别与直流电源的正极和负极相连接，在电解液内充入二氧化碳气体，使直流电源向光阳极、光阴极供电，同时使光源照射光阳极和光阴极，保持这一状态，并在电解液内适时补充二氧化碳气体，既可在电解液内生成乙醇，将得到的电解液进行精馏得到乙醇水溶液。

2.根据权利要求1所述的一种由二氧化碳和水制备乙醇的方法，其特征在于由染料敏化、过渡金属沉积的和修饰的TiO₂导电玻璃构成的光阴极是染料敏化、过渡金属沉积的和用三甲氧基硅基烷基胺修饰的TiO₂导电玻璃构成的dye/M/N-TiO₂光阴极，或者是染料敏化、过渡金属沉积的和三甲氧基硅基烷基胺和苯甲醛共同修饰的TiO₂导电玻璃的dye/M/B-TiO₂的光阴极，或者是指染料敏化、过渡金属沉积的和三甲氧基硅基烷基胺和水杨醛共同修饰的TiO₂导电玻璃的dye/M/S-TiO₂的光阴极。

3.根据权利要求1或2所述的一种由二氧化碳和水制备乙醇的方法，其特征在于：光阳极和光阴极间的电压为0.4~1.0V，电解液为0.1~0.3M的KHCO₃或NaHCO₃水溶液，所加入的敏化剂浓度为1~3mM，所用的敏化剂可以是是下述物质中的任意一种：荧光黄、尼罗红、曙红、虎红、罗丹明B、荧光绿、亚甲基蓝、甲基橙、碱性品红、荧光桃红、苯酚红、溴甲酚紫、酚酞、甲基红、溴甲酚绿、溴百里酚蓝。

4.权利要求1至3所述的任一种由二氧化碳和水制备乙醇的方法中使用的光阴极制备方法，其特征在于在：

1)将购买或自制的TiO₂玻璃电极浸泡于含有体积比5%的三甲氧基硅基烷基胺的乙醇溶液中，然后加热到60度保持1小时，取出真空干燥后待用，或者将经前处理的电极再浸入苯甲醛或水扬醛的体积比5%的乙醇溶液中1小时，取出，真空干燥后待用，所述的三甲氧基硅基烷基胺分子式Me₃OSi(CH₂)_nNH₂中n=1~4；

2)将1）步骤制备出的电极作为工作电极，用Pt电极作为对电极进行电沉积得到待敏化处理的dye/M/N-TiO₂或dye/M/B-TiO₂或dye/M/S-TiO₂的光阴极，所用电镀液为过渡族金属的电镀液；

3）将2）步骤得到的待敏化处理的dye/M/N-TiO₂的光阴极浸泡于浓度为1~3mM敏化剂的水溶液进行敏化处理，得到dye/M/N-TiO₂或dye/M/B-TiO₂或dye/M/S-TiO₂的光阴极，所用的敏化剂是荧光黄、尼罗红、曙红、虎红、罗丹明B、荧光绿、亚甲基蓝、甲基橙、碱性品红、荧光桃红、苯酚红、溴甲酚紫、酚酞、甲基红、溴甲酚绿或溴百里酚蓝中的任一种。

5.根据权利要求4所述的光阴极制备方法，其特征在于电沉积电镀液为FeSO₄、CoOAc₂、Ni(NO₃)₂、Cu(NO₃)₂、ZnSO₄、AgNO₃、HAuCl₄、PdCl₂、RuCl₃、RhCl₃或K₂PtCl₆的水溶液。

6.根据权利要求5所述的光阴极制备方法，其特征在于电沉积电镀液的浓度为0.1M，pH=5。