[发明专利]一种配体/植物光催化剂的制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种配体/植物光催化剂的制备方法与应用，属于光催化剂技术领域。本发明将植物叶片制成植物光催化剂；将植物光催化剂、配体加入到溶剂中并在温度为25～180℃、搅拌条件下反应3d以上；冷却至室温，离心、纯化、干燥即得配体/植物光催化剂。本发明配体/植物光催化剂在太阳光下拥有良好的光催化活性，可用于将CO₂光催化还原成可燃气体CO。

技术领域

本发明涉及一种配体/植物光催化剂的制备方法与应用，属于光催化剂技术领域。

背景技术

吸附捕获CO₂，或者将CO₂转化为有附加价值的产品(如甲烷，醇类等)是解决CO₂过多的重要方法。由于将CO₂转化为有附加值的产品是将CO₂作为原料，它既可以减少CO₂的含量，减少消耗，同时还能带来额外的经济效益。现有技术中一般主要用化学或生物还原法还原CO₂。由于CO₂分子比较稳定，用这些方法还原需要用到高温，高压，不仅成本高，而且持续性差，实用性不强。虽然光催化不需要采用高温高压的方式进行，只需要在通常条件下进行即可，经济环保，对设备和能量输入设备的要求低，比起传统的催化方法有着很大的优势；但是光催化还原的效率太低。

光催化还原CO₂的催化剂主要分为以下几类：(1)金属有机架构(MOF)材料，如Ti-MOF(MIL-125)，Zr-MOF(UiO-66)，Fe-MOF(MIL-101,MIL-53)等；(2)半导体材料，如TiO₂，CdS，g-C₃N₄及其衍生物；(3)其他复合材料。虽然这些光催化还原CO₂的催化剂有良好的光催化活性，但是合成步骤多，制备相对复杂，成本高，可能产生二次污染。生物模板合成片状锐钛矿型二氧化钛：用植物花瓣为模板，通过浸渍法制备具有片状多孔型的二氧化钛。该方案中需要用到酞酸丁酯，属于有毒且昂贵的前驱体。而目前没有加入简单配体制备植物光催化剂的报道。

发明内容

针对现有技术中光催化还原CO₂的催化剂的问题，提供了一种配体/植物光催化剂的制备方法与应用，本发明在植物光催化剂中加入配体，具有良好的光催化活性。

一种配体/植物光催化剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)将植物叶片制成植物光催化剂；

(2)将步骤(1)植物光催化剂、配体加入到溶剂中并在温度为25～180℃、搅拌条件下反应3d以上；冷却至室温，离心、纯化、干燥即得配体/植物光催化剂。

所述步骤(1)中植物叶片制成植物光催化剂的具体步骤为

1)先将植物叶片洗净，切成条状；

2)将切成条的植物叶片置于温度为150～280℃焙烧2～10h，再置于温度为300～500℃焙烧10～24h，随炉冷却至室温，再研磨成粉末状即得植物光催化剂。

所述步骤(1)中植物叶片为禾本科植物叶片或槭树科植物叶片。

优选的，所述禾本科植物叶片为甘蔗叶片、芦苇叶片或玉米叶片，槭树科植物叶片为枫树叶。

所述步骤(2)配体为对苯二甲酸或均苯三甲酸。

所述植物光催化剂与配体的质量比为(20～1):1。

所述步骤(2)溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、去离子水的一种或多种。

所述配体/植物光催化剂在光催化还原CO₂中的应用。

光催化活性评价方法：