化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑在25°C下用于光催化0)2與H 20反應7h合成一氧化碳，最終的一氧化碳的產(chǎn)率為3500 μ mol/g-cat.。
[0059]上述所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑在25°C下用于光催化0)2與H2O反應7h合成甲烷，最終甲烷的產(chǎn)率為2200 μ mol/g-cat.。
[0060]綜上所述，本發(fā)明的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑在25°C下分別光催化還原0)2和H2O反應7h生成一氧化碳和甲烷，其產(chǎn)率分別為550-3900umol/g-cat.和 490_2600umol/g-cat.。
相比較于傳統(tǒng)的1102和純的有序介孔CeO2催化劑，本發(fā)明的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑不僅具有較高的比表面積、較大的孔徑和規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)，而且表現(xiàn)出了較高的催化還原0)2和H 20的性能。
[0061]以上所述僅是本發(fā)明的實施方式的舉例，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于光催化還原CO 2的介孔金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于具體包含如下步驟: (1)、將過渡金屬硝酸鹽和硝酸鈰溶于丙酮中，得到金屬硝酸鹽丙酮溶液，然后加入介孔氧化硅材料攪拌混合0.5-12h，然后自然風干，得第一粉末； 所述過渡金屬硝酸鹽為硝酸鐵、硝酸鉻、硝酸鎳、硝酸銅、硝酸鈷中的一種或兩種以上的混合物； 所述介孔二氧化硅材料為六方結(jié)構(gòu)SBA-15、立方結(jié)構(gòu)KIT-6和MCM-48中的一種或兩種以上的混合物； 上述所用的過渡金屬硝酸鹽、硝酸鈰、介孔氧化硅材料和丙酮的量，按硝酸鈰:過渡金屬硝酸鹽:介孔氧化娃材料:丙酮為17-19.8mmol:0.2-3mmol: l~3g: 10-20ml的比例計算； (2)、將步驟(I)中得到的第一粉末置于馬弗爐中，在氧氣氛圍下以l-15°C/min的升溫速率升溫至為200-1000°C進行煅燒l-12h，得第二粉末； (3)、將步驟(2)所得的第二粉末用摩爾濃度為l-6mol/L的氫氧化鈉水溶液刻蝕5_30h后，以去除介孔氧化硅材料，然后用純凈水洗滌，烘干，得到的粉末即為用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑。
2.如權(quán)利要求1所述制備方法所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其特征在于所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑由活性組分和摻雜劑組成，所述的活性組分為介孔CeO2，摻雜劑為過渡金屬離子； 過渡金屬離子:介孔CeO2的摩爾比為1:5.67-99 ； 所得的過渡金屬離子為鐵離子、鉻離子、鎳離子、銅離子、鈷離子中的一種或兩種以上金屬離子的混合； 所得用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑的比表面積為130.5-220m2/g，孔徑為 1.9-5.5nm，孔體積可達 0.47-1.21cm3/g。
3.如權(quán)利要求1所述制備方法所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其特征在于所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，由活性組分和摻雜劑組成，所述的活性組分為介孔CeO2，摻雜劑為過渡金屬離子； 過渡金屬離子:介孔CeO2的摩爾比為1:99 ； 過渡金屬離子為鐵離子； 所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其比表面積為145.8m2/g，孔徑為 3.8nm，孔體積為 0.47cm3/g。
4.如權(quán)利要求1所述制備方法所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其特征在于所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，由活性組分和摻雜劑組成，所述的活性組分為介孔CeO2，摻雜劑為過渡金屬離子； 過渡金屬離子:介孔CeO2的摩爾比為1:19 ; 所述的過渡金屬離子為鉻離子； 所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其比表面積為130.5m2/g，孔徑為 3.5nm，孔體積為 0.49cm3/g。
5.如權(quán)利要求1所述制備方法所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其特征在于所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，由活性組分和摻雜劑組成，所述的活性組分為介孔CeO2，摻雜劑為過渡金屬離子； 過渡金屬離子:介孔CeO2的摩爾比為1:9.1 ; 過渡金屬離子為鉻離子； 所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其比表面積為156m 2/g，孔徑為4.3nm，孔體積為 0.65cm3/g。
6.如權(quán)利要求1所述制備方法所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其特征在于所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，由活性組分和摻雜劑組成，所述的活性組分為介孔CeO2，摻雜劑為過渡金屬離子； 過渡金屬離子:介孔CeO2的摩爾比為1:9.47 ； 過渡金屬離子為鉻離子和鐵離子，按前驅(qū)物質(zhì)量比計算，氧化鐵的前驅(qū)物:氧化鉻的前驅(qū)物為1:1; 所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其比表面積為180m 2/g，孔徑為4.6nm，孔體積為 0.62cm3/g。
7.如權(quán)利要求1所述制備方法所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其特征在于所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，由活性組分和摻雜劑組成，所述的活性組分為介孔CeO2，摻雜劑為過渡金屬離子； 過渡金屬離子:介孔CeO2的摩爾比為1:5.67 ； 過渡金屬離子為鐵離子和鈷離子，按摩爾比計算，鐵:鈷為1:2 ； 所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其比表面積為175m 2/g，孔徑為4.5nm，孔體積為 0.58cm3/g。
8.如權(quán)利要求1所述制備方法所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其特征在于所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，由活性組分和摻雜劑組成，所述的活性組分為介孔CeO2，摻雜劑為過渡金屬離子； 過渡金屬離子:介孔CeO2的摩爾比為1:7.5 ; 過渡金屬離子為鉻離子和鈷離子，按摩爾計算，鉻離子:鈷離子為1:1.37 ; 所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其比表面積為220m 2/g，孔徑為6.2nm，孔體積為 0.87cm3/g。
9.如權(quán)利要求1所述制備方法所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其特征在于所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，由活性組分和摻雜劑組成，所述的活性組分為介孔CeO2，摻雜劑為過渡金屬離子； 過渡金屬離子:介孔CeO2的摩爾比為1:5.67 ； 過渡金屬離子為銅離子； 所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其比表面積為205m 2/g，孔徑為2.9nm，孔體積為 1.lcm3/g。
10.如權(quán)利要求1所述制備方法所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其特征在于所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，由活性組分和摻雜劑組成，所述的活性組分為介孔CeO2，摻雜劑為過渡金屬離子； 過渡金屬離子:介孔CeO2的摩爾比為1:8.38 ； 過渡金屬離子為鎳離子； 所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其比表面積為135m 2/g，孔徑為5.5nm，孔體積為 0.92cm3/g。
11.如權(quán)利要求1所述制備方法所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其特征在于所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，由活性組分和摻雜劑組成，所述的活性組分為介孔CeO2，摻雜劑為過渡金屬離子； 過渡金屬離子:介孔CeO2的摩爾比為1:12.3 ; 過渡金屬離子為鎳離子和銅離子，按摩爾比計算，鎳離子:銅離子為1:1.2 ; 上述所得的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑，其比表面積為215m 2/g，孔徑為4.2nm，孔體積為1.21cm3/g。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑及制備方法，所述用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑由活性組分和摻雜劑組成，所述活性組分為介孔CeO2，摻雜劑為過渡金屬離子。其制備過程即將過渡金屬硝酸鹽和硝酸鈰溶于丙酮中，在得到的金屬硝酸鹽丙酮溶液中加入介孔氧化硅材料混合均勻后自然風干，得到的第一粉末置于馬弗爐中進行煅燒，得到的第二粉末用氫氧化鈉水溶液刻蝕去除介孔氧化硅材料，然后用純凈水洗滌，烘干，即得具有較高的比表面積、較大的孔徑和規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)的用于光催化還原CO2的介孔金屬氧化物催化劑。在光催化轉(zhuǎn)化CO2方面表現(xiàn)出了很高的活性和選擇性，而且制備方法也相對簡單，易于擴大。
【IPC分類】B01J29-03, C07C1-02, C07C9-04, C01B31-18
【公開號】CN104549412
【申請?zhí)枴緾N201410847569
【發(fā)明人】王燕剛, 王菲, 柏霞, 李亞光, 崔立峰
【申請人】上海理工大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月29日