[发明专利]一种太阳光驱动高效还原CO2的Pt‑ZnGa2O4光催化剂的制备

权利要求书

1.一种太阳光驱动高效还原CO₂的Pt-ZnGa₂O₄光催化剂的制备方法，其特征是在分散剂聚乙二醇（PEG）作用下，以硝酸锌和硝酸镓为原料，通过控制Zn与Ga的比例为1:2，采用水热、陈化法与液相还原法结合制备高比表面的Pt-ZnGa₂O₄纳米光催化剂，该光催化剂具有高效还原CO₂成为甲醇的能力，其制备工艺包括以下步骤：

(1) 按Zn与Ga摩尔比为1:2分别称取所需硝酸锌和硝酸镓将其在磁力搅拌下溶解于去离子水中形成混合溶液；

(2) 聚乙二醇（PEG）按2～10%加入到步骤(1)制得的混合硝酸盐溶液中，加入量以反应理论可得到的ZnGa₂O₄的质量来衡量，待其完全溶解后，在磁力搅拌下逐滴加入20%氨水，调节溶液pH值为8～10；

(3) 将步骤（2）反应体系转移至水热反应釜中进行低温水热、陈化反应，反应温度为80～120℃，反应时间为6～12小时；

(4) 将步骤(3)的产物倒入真空抽滤装置中抽滤，用去离子水洗涤，真空干燥及焙烧后获得高比表面的纳米ZnGa₂O₄光催化剂，其中焙烧温度为300～700℃，焙烧时间为2～5h；

(5) 称取步骤(4)获得的ZnGa₂O₄分散于去离子水中，充分搅拌形成悬浊液，加入H₂PtCl₆水溶液，加入量为使Pt的重量负载量为ZnGa₂O₄的1～5%，液相还原法使溶液中Pt⁴⁺ 离子沉积于ZnGa₂O₄表面；

(6) 将反应混合物离心分离，得到的沉淀物，用去离子水多次洗涤沉淀直至无Cl^-检出，将沉淀物在373K干燥，即得所需Pt-ZnGa₂O₄。

2.根据权利要求1 所述的一种太阳光驱动高效还原CO₂的Pt-ZnGa₂O₄光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的分散剂为PEG-400、PEG-1000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-8000或PEG-10000中一种或几种混合物，加入量为2～10%，以提高产物的比表面积。

3. 根据权利要求1 所述的一种太阳光驱动高效还原CO₂的Pt-ZnGa₂O₄光催化剂的制备方法：步骤(4)中所获得的ZnGa₂O₄产品分散于去离子水中，加入H₂PtCl₆水溶液，加入量为使Pt的重量负载量为ZnGa₂O₄的1～5%，通过光还原法、液相氢气还原法或化学还原法中的一种或几种同时进行的液相还原方法，使溶液中Pt⁴⁺ 离子还原沉积于ZnGa₂O₄表面。

4.权利要求1所述的制备方法制得的Pt-ZnGa₂O₄光催化剂应用于高效还原CO₂以获得甲醇。