[发明专利]还原二氧化碳产制碳化合物的方法

说明书

本发明提供一种还原二氧化碳产制碳化合物的方法，其包含提供一光催化剂、提供一还原反应装置、进行一混合步骤、进行一通气步骤以及进行一照光步骤。光催化剂包含式(i)、式(ii)、式(iii)、式(iv)或式(v)所示的化合物。还原反应装置包含一反应器、一光源以及一第一气体储存装置。混合步骤系将光催化剂与一液体溶液混合形成一混合溶液。通气步骤系将二氧化碳气体通入至混合溶液中形成一饱和溶液。照光步骤系将饱和溶液于光源下照射生成一碳化合物。藉此，本发明可通过光催化剂应用于还原二氧化碳制造碳化合物。BiOX 式(i)、MBiOsubgt;2/subgt;X 式(ii)、Lisubgt;a/subgt;Ysubgt;b/subgt;Osubgt;c/subgt;supgt;subgt; /subgt;/supgt;式(iii)、Nasubgt;a/subgt;Ysubgt;b/subgt;Osubgt;c/subgt; 式(iv)、Ksubgt;a/subgt;Ysubgt;b/subgt;Osubgt;c/subgt; 式(v)。

技术领域

本发明是关于一种还原二氧化碳产制碳化合物的方法，尤其是关于一种利用光催化剂还原二氧化碳产制碳化合物的方法。

背景技术

石化燃料为目前最普遍的动力来源，且在工业发展、交通运输以及农业发展上都占据重要的地位，然而，石化燃料在使用的过程中会排放大量的二氧化碳，造成温室效应、空气污染等环境问题，为了使环境能够永续发展，如何降低二氧化碳的排放量与能源再生为现今重视的议题。

目前降低二氧化碳排放方法系使用高效率的发电系统，但其耗能且需高成本运作不符合经济效益，为了可以节省成本、减少耗能并兼具环境保护，电化学催化与光催化还原二氧化碳为主要的研究技术，其中光催化比起电化学催化最大的优点在于不需要通过电能即能产生催化反应，而是利用太阳光作为能量来源，使用光催化剂进行反应时不会额外制造二氧化碳，因此相关研究学者致力于找寻合适的光催化剂来还原二氧化碳，达到环境保护以及永续能源的发展。

有鉴于此，如何制备出高效能的光催化剂并应用于还原二氧化碳以符合经济效益，遂成相关业者努力的目标。

发明内容

本发明之一目的是在于提供一种还原二氧化碳产制碳化合物的方法，通过合成具有良好光催化性之光催化剂以及复合光催化剂，使其可有效地运用于还原二氧化碳并产制甲烷。

本发明之一实施方式提供一种还原二氧化碳产制碳化合物的方法，其包含提供一光催化剂、提供一还原反应装置、进行一混合步骤、进行一通气步骤以及进行一照光步骤。其中，前述光催化剂包含由下列式(ii)、式(iii)、式(iv)或式(v)所示的化合物：

MBiO₂X             式(ii)、

Li_aY_bO_c             式(iii)、

Na_aY_bO_c             式(iv)、

K_aY_bO_c              式(v)。

其中M为铅、钙、锶或钡，X为氟、氯、溴或碘，Y为锑、硅或锡，a为0.1至8的正数，b为1至6的正数，c为1至10的正数。前述还原反应装置包含一反应器、一光源以及一第一气体储存装置，光源以及第一气体储存装置皆与反应器连接，且第一气体储存装置系用于储存一二氧化碳气体。前述混合步骤系将光催化剂与一液体溶液于反应器中混合并震荡均匀以形成一混合溶液。前述通气步骤系将二氧化碳气体由第一气体储存装置通入至混合溶液中，使二氧化碳气体饱和溶解于混合溶液中以形成一饱和溶液。前述照光步骤系将饱和溶液于光源下照射，并持续一反应时间，以生成一碳化合物。