一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法，具体包括以下步骤：首先采用溶剂热方法制得CdS纳米片，然后将上述制得的CdS纳米片加入到碳酸钠水溶液中，然后加入SDS，500W功率下超声分散1‑2h，制得反应液；将上述制得的反应液加入到内照式光催化反应器中，然后通入二氧化碳，用500W氙灯照射反应液，反应，制得甲酸。该方法操作简单，制得的CdS催化效率高。

A photocatalytic reduction of carbon dioxide based on CdS

The invention discloses a method based on CdS photocatalytic reduction of carbon dioxide, in particular, the following steps are as follows: first, CdS nanoscale is obtained by a solvent thermal recipe, then the CdS nanoscale produced above is added to the sodium carbonate solution, then SDS is added to the 500W power, and the reaction liquid is dispersed by 1 ultrasonic 2H under the power of 500W; The reaction solution was added to the internal photocatalytic reactor, then carbon dioxide was added and the 500W xenon lamp was used to irradiate the reaction solution to produce formic acid. The method is simple and the catalytic efficiency of CdS is high.

【技术实现步骤摘要】
一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法
：本专利技术涉及光催化领域，具体的涉及一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法。
技术介绍
：各种途径排放出的二氧化碳，除部分被植物吸收外，随时都有大量排放到大气中，已经成为困扰地球的主要温室气体，是导致“温室效应”的主要原因。另一方面，二氧化碳也是重要的碳资源，将其转化固定不仅有利于缓解温室效应，又能得到有机燃料或者基本化工原料。因此，催化还原二氧化碳合成有机化学品有很大的环保和能源利用意义。光催化还原CO2的关键点在于制备出高效的光催化剂。中国专利200810226953.4公开了土中光催化还原二氧化碳的方法，该方法包括：首先使二氧化碳与水在维持搅拌条件下生成水合物浆液；维持反应体系的平衡状态下、或调整体系参数使所生成的水合物开始缓慢分解时，启动光催化反应，使二氧化碳被催化还原。该方法采用二氧化钛作为光催化剂。本专利技术通过引入水合物浆液的生成步骤，提高了反应区域的二氧化碳浓度，解决了目前光催化还原二氧化碳过程中二氧化碳与光催化剂吸附效果差的问题，达到提高光催化反应效率的目的。但是该方法操作较困难，条件苛刻。中国专利201510506839.7公开；一种光催化还原二氧化碳的方法，该方法主要包括Y掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化还原二氧化碳两个过程。该方法使用的催化剂由溶胶-凝胶法制备，经300～800℃焙烧的掺杂量为0.1％～8％的Y掺杂TiO2光催化剂。在光催化还原二氧化碳的过程中，在内照式光催化反应器中，加入200mLNa2CO3或Na2SO3水溶液为反应液，并加Y掺杂TiO2光催化剂，以500W汞灯或氙为光源，通入二氧化碳，常温下进行光催化二氧化碳还原反应1～6h，得到二氧化碳还原产物甲酸。本专利技术的优点是：工艺简单，操作便捷，过程绿色化，可对造成温室效应气体二氧化碳转换成有用的化工产品。但是该专利技术催化剂的制备工艺较复杂，能耗大。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法，该方法操作简单，采用的催化剂光催化活性大，成本低。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法，包括以下步骤：(1)首先将无机镉盐、二亚乙基三胺、硫粉和去离子水混合搅拌均匀制得溶液，并将其转移至水热釜中反应，反应结束后，离心处理，得到的沉淀洗涤、干燥后，制得CdS纳米片；(2)将上述制得的CdS纳米片加入到碳酸钠水溶液中，然后加入SDS，500W功率下超声分散1-2h，制得反应液；(3)将上述制得的反应液加入到内照式光催化反应器中，然后通入二氧化碳，用500W氙灯照射反应液，反应，制得甲酸。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述无机镉盐为Cd(NO3)2、CdCl2、Cd(CH3COO)2、Cd(NO3)2·4H2O、CdCl2·5H2O、Cd(CH3COO)2·2H2O中的一种或多种混合。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述无机镉盐、硫粉、去离子水、二亚乙基三胺的摩尔比为1：(4-8)：(0.3-0.7)：(200-500)。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述反应的温度为60-100℃，反应时间为24-72h。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述碳酸钠水溶液的浓度为0.1mol/L。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述CdS纳米片与碳酸钠水溶液的用量比为(0.01-0.03)g：200ml。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述二氧化碳的通入的流速为40-360ml/min。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述反应的时间为0.5-2h。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述CdS纳米片与SDS的质量比为1：(0.005-0.015)。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术制得的CdS纳米片厚度为2-4nm，其比表面积大，反应活性位多，催化活性好，且制备条件温和，能耗低；本专利技术采用的光催化剂可有效增加对反应底物的吸附，厚度小，大大缩短了光生载流子传输到光催化材料表面的距离，有效抑制光生电子空穴对的体相复合，从而具有较高的光催化活性；本专利技术将其用于二氧化碳还原制备甲酸的反应时，用量少，甲酸的生成率大，且制备成本低。具体实施方式：为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法，包括以下步骤：(1)首先将Cd(NO3)2、二亚乙基三胺、硫粉和去离子水混合搅拌均匀制得溶液，并将其转移至水热釜中，在60℃下反应72h，反应结束后，离心处理，得到的沉淀洗涤、干燥后，制得CdS纳米片；其中，Cd(NO3)2、硫粉、去离子水、二亚乙基三胺的摩尔比为1：4：0.3：200；(2)将上述制得的CdS纳米片加入到0.1mol/L的碳酸钠水溶液中，然后加入SDS，500W功率下超声分散1h，制得反应液；其中，CdS纳米片与碳酸钠水溶液的用量比为0.01g：200ml；CdS纳米片与SDS的质量比为1：0.005；(3)将上述制得的反应液加入到内照式光催化反应器中，然后以100ml/min的流速通入二氧化碳，用500W氙灯照射反应液，反应0.5h，制得甲酸，甲酸的含量为278.96μmol/(g·h)。实施例2一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法，包括以下步骤：(1)首先将CdCl2、二亚乙基三胺、硫粉和去离子水混合搅拌均匀制得溶液，并将其转移至水热釜中，在100℃下反应24h，反应结束后，离心处理，得到的沉淀洗涤、干燥后，制得CdS纳米片；其中，CdCl2、硫粉、去离子水、二亚乙基三胺的摩尔比为1：8：0.7：500；(2)将上述制得的CdS纳米片加入到0.1mol/L的碳酸钠水溶液中，然后加入SDS，500W功率下超声分散2h，制得反应液；其中，CdS纳米片与碳酸钠水溶液的用量比为0.03g：200ml；CdS纳米片与SDS的质量比为1：0.015；(3)将上述制得的反应液加入到内照式光催化反应器中，然后以360ml/min的流速通入二氧化碳，用500W氙灯照射反应液，反应2h，制得甲酸，甲酸的含量为279.05μmol/(g·h)。实施例3一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法，包括以下步骤：(1)首先将Cd(CH3COO)2、二亚乙基三胺、硫粉和去离子水混合搅拌均匀制得溶液，并将其转移至水热釜中，在70℃下反应30h，反应结束后，离心处理，得到的沉淀洗涤、干燥后，制得CdS纳米片；其中，Cd(CH3COO)2、硫粉、去离子水、二亚乙基三胺的摩尔比为1：5：0.4：300；(2)将上述制得的CdS纳米片加入到0.1mol/L的碳酸钠水溶液中，然后加入SDS，500W功率下超声分散1.2h，制得反应液；其中，CdS纳米片与碳酸钠水溶液的用量比为0.012g：200ml；CdS纳米片与SDS的质量比为1：0.007；(3)将上述制得的反应液加入到内照式光催化反应器中，然后以120ml/min的流速通入二氧化碳，用500W氙灯照射反应液，反应0.8h，制得甲酸，甲酸的含量为279.12μmol/(g·h)。实施例4一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法，包括以下步骤：(1)首先将C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先将无机镉盐、二亚乙基三胺、硫粉和去离子水混合搅拌均匀制得溶液，并将其转移至水热釜中反应，反应结束后，离心处理，得到的沉淀洗涤、干燥后，制得CdS纳米片；(2)将上述制得的CdS纳米片加入到碳酸钠水溶液中，然后加入SDS，500W功率下超声分散1‑2h，制得反应液；(3)将上述制得的反应液加入到内照式光催化反应器中，然后通入二氧化碳，用500W氙灯照射反应液，反应，制得甲酸。

【技术特征摘要】
1.一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先将无机镉盐、二亚乙基三胺、硫粉和去离子水混合搅拌均匀制得溶液，并将其转移至水热釜中反应，反应结束后，离心处理，得到的沉淀洗涤、干燥后，制得CdS纳米片；(2)将上述制得的CdS纳米片加入到碳酸钠水溶液中，然后加入SDS，500W功率下超声分散1-2h，制得反应液；(3)将上述制得的反应液加入到内照式光催化反应器中，然后通入二氧化碳，用500W氙灯照射反应液，反应，制得甲酸。2.如权利要求1所述的一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述无机镉盐为Cd(NO3)2、CdCl2、Cd(CH3COO)2、Cd(NO3)2·4H2O、CdCl2·5H2O、Cd(CH3COO)2·2H2O中的一种或多种混合。3.如权利要求1所述的一种基于CdS光催化还原二氧化碳的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述无机镉盐、硫粉、去离子水、二亚乙基三胺的摩尔比为1：(4-8)：(0.3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东进，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44