[发明专利]一种整体式催化剂的制备及其应用方法

权利要求书

1.一种整体式催化剂的制备方法，其特征在于：以金属泡沫材料为载体，采用溶胶凝胶法将光催化材料负载到金属泡沫表面上，再用沉积沉淀法将助催化剂负载到上述光催化材料表面，制备出整体式催化剂；

所述制备方法具的体操作步骤如下：

步骤1：光催化材料的制备：在室温下，将冰醋酸溶解到无水乙醇溶剂中，搅拌20~40min，记为溶液A，将草酸铈溶解到无水乙醇溶剂中，逐滴加入溶液A中，上述组分的质量比分别为：冰醋酸与无水乙醇的质量比为1:10~1:12、草酸铈与无水乙醇的质量比为1:5~1:10；滴加完毕后，持续搅拌5~8 h，再置于暗处密封静置18~28 h，最后得到均一、稳定的光催化材料；

步骤2：金属泡沫材料光催化剂的制备：将泡沫铁首先经过无水乙醇超声洗涤处理去除有机物以及其他杂质，再用去离子水洗涤3~5次，室温干燥后放入已制备好的光催化材料中浸渍10~15 min，然后通过磁性分离缓慢取出，将多余的溶胶滤去后，在室温下晾置8~15 h至干燥，最后于马弗炉中在400~600 ℃下焙烧40~80 min，制得金属泡沫材料光催化剂；

步骤3：整体式催化剂的制备：取金属泡沫材料光催化剂溶解在去离子水中，搅拌10~15min，再加入硝酸铜，上述组分的质量比分别为：金属泡沫材料光催化剂与去离子水的质量比为1:12~1:20、硝酸铜与去离子水的质量比为1:6~1:20；然后在剧烈搅拌下加入2~5 mol/L NaOH溶液，调节至pH值为7~8，继续搅拌8~15 h，产物经多次洗涤并真空干燥后放入马弗炉中，在400~600 ℃下焙烧20~80 min，得到整体式催化剂；

所述的光催化材料为CeO₂、

所述的助催化剂是Cu-CuO_x

所述的金属泡沫材料为泡沫铁。

2.一种如权利要求1所述方法制备的整体式催化剂的应用，其特征在于：将整体式催化剂样品均匀分散在石英棉上，置于“磁-光-热”耦合增强反应器中，整体式催化剂与石英棉的质量比为1:5~1:8。在60~90 mW/cm³氙灯照射下，将体积比例为5:95~10:90的CO₂-Ar混合气，经过去离子水后通入反应釜，控制“磁-光-热”耦合增强反应器压力为0.3~1.0 MPa，控调磁场强度在5~300 kA/m，进行光催化CO₂还原反应0.5~3 h。