[发明专利]一种紫外光/煤炭协同作用下CO2转化为甲醇的方法

权利要求书

1.一种紫外光/煤炭协同作用下CO₂转化为甲醇的方法，其特征在于，该方法采用的设备包括光催化反应器主体（1），所述光催化反应器主体（1）内设置有紫外灯（9）、收集瓶（7）和用于盛装悬浊液和搅拌磁子（3-1）的反应瓶（2），所述反应瓶（2）底部设置有用于控制搅拌磁子（3-1）的磁力搅拌器（3-2），所述反应瓶（2）的瓶口设置有进气管（10）和出气管（11），所述进气管（10）一端位于悬浊液内，所述进气管（10）另一端通过气体流量计（5）与CO₂气瓶（4）连接，所述CO₂气瓶（4）上设置有气体流量调节阀（8），所述出气管（11）一端位于悬浊液上方，所述出气管（11）另一端通过冷凝管（6）与收集瓶（7）连接；该方法包括以下步骤：

步骤一、将煤炭经粉碎机粉碎，过200筛后进行真空干燥处理，得到煤炭粉体；

步骤二、在盛装有去离子水的反应瓶（2）中加入Na₂SO₃和NaOH，配制成混合溶液；所述混合溶液中Na₂SO₃和NaOH的浓度均为0.05mol/L～0.15mol/L；

步骤三、将步骤一中所述煤炭粉体加入到步骤二中所述混合溶液中，经超声分散后得到悬浊液；所述煤炭粉体的加入量为每升混合溶液中加入煤炭粉体1g～4g；

步骤四、CO₂转化为甲醇的步骤为：

步骤401、打开气体流量调节阀（8），向反应瓶（2）中通入CO₂气体，将反应瓶（2）和收集瓶（7）内的空气均排除干净；

步骤402、调节气体流量调节阀（8），并监测气体流量计（5）的流量显示，使CO₂气体的流量为100mL/min～300mL/min，然后打开磁力搅拌器（3-2），利用搅拌磁子（3-1）对悬浊液进行搅拌，搅拌速率为100rpm～300rpm，搅拌时间为20min～50min；

步骤403、在与步骤402相同的CO₂气体流量和搅拌速率的条件下，开启紫外灯（9）对悬浊液进行紫外光照射，照射时间为2h～46h，在收集瓶（7）中得到紫外光/煤炭协同作用下CO₂的转化产物甲醇。

2.根据权利要求1所述的一种紫外光/煤炭协同作用下CO₂转化为甲醇的方法，其特征在于，步骤一中所述煤炭为无烟煤或烟煤。

3.根据权利要求1所述的一种紫外光/煤炭协同作用下CO₂转化为甲醇的方法，其特征在于，步骤一中所述真空干燥处理的具体工艺为：将过筛后的煤炭置于真空干燥箱中，在温度为90℃～105℃，真空度为-0.08MPa～-0.099MPa的条件下真空干燥至煤炭中水的质量百分含量≤1%。

4.根据权利要求1所述的一种紫外光/煤炭协同作用下CO₂转化为甲醇的方法，其特征在于，步骤三中所述超声分散的温度为20℃～50℃，超声分散的时间为10min～20min，超声分散的功率为180W～220W。

5.根据权利要求1所述的一种紫外光/煤炭协同作用下CO₂转化为甲醇的方法，其特征在于，步骤403中所述紫外光的波长为200nm～380nm。

6.根据权利要求1所述的一种紫外光/煤炭协同作用下CO₂转化为甲醇的方法，其特征在于，步骤403中所述紫外灯（9）的功率为270W～350W。