[发明专利]一种利用电离辐射催化二氧化碳合成气制备有机物的方法

说明书

本发明属于辐照加工技术领域，提供了一种利用电离辐射催化二氧化碳合成气制备有机物的方法。本发明提供的方法在制备有机物时，以二氧化碳合成气为制备原料，在电离辐射的作用下进行；由于电离辐射的射线能量一般远高于二氧化碳合成气和有机物中的化学键能，因此，在电离辐射的作用下，二氧化碳合成气中的含碳气体(一氧化碳和/或二氧化碳)会发生化学键断裂，并与氢同位素气体(氢同位素气体包括氕、氘和氚三种同位素中的一种或多种)结合而转化成有机物。相比其它的化学催化剂，电离辐照本身既能提供化学反应所需的能量，同时也是催化剂本身，而无需再使用其它的催化剂和加热处理，降低了化学反应成本和能耗。

技术领域

本发明涉及辐照加工技术领域，具体而言，涉及一种利用电离辐射催化二氧化碳合成气制备有机物的方法。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，支持工业发展的能源消耗日益增长。燃烧天然气、石油、煤、木炭等燃料获得工业热能的同时，也向环境排放了大量的二氧化碳温室气体。目前，由二氧化碳等温室气体排放导致的全球气候问题已经形成共识，为了应对全球气候问题，减少二氧化碳等温室气体的排放被认为是迫在眉睫的有效途径。二氧化碳减排主要通过两个途径实现，其一，能源替代，即不使用或减少使用产生二氧化碳的燃料；其二，通过二氧化碳转化技术将燃烧释放的二氧化碳转化成其它物质，从而不排放或减少排放二氧化碳到大气中。诚然，在新能源技术尚不能完全替代现有燃料体系的情况下，采用二氧化碳转化技术以达到不排放或减少排放二氧化碳不失是一种有效应对二氧化碳导致的全球气候问题的技术途径。二氧化碳转化技术不仅可以有效减少二氧化碳的排放，还能将其变废为宝，转化成其它工业原材料或产品。

二氧化碳转化成甲烷最早用于航天领域，主要应用于解决航天员呼吸所需氧气问题，具体解决方案是：将航天员呼出的二氧化碳通过催化反应转换成甲烷和水，并将水进一步电解制备氧气以供航天员呼吸所需。基于此，将二氧化碳转化成其它有机物的反应得到了工业上的重视，然而通过传统的催化反应转化二氧化碳的成本较高，能耗很大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用电离辐射催化二氧化碳合成气制备有机物的方法。本发明提供的方法成本低、能耗低。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种利用电离辐射催化二氧化碳合成气制备有机物的方法，包括以下步骤：

以二氧化碳合成气为制备原料，在电离辐射的作用下，进行化学反应，得到有机物；

所述二氧化碳合成气包括氢同位素气体和含碳气体；

所述氢同位素气体包括氕、氘和氚三种氢同位素中的一种或多种；

所述含碳气体包括一氧化碳和/或二氧化碳。

优选地，所述氢同位素气体包括氢气、氘气或含氚氢同位素气体。

优选地，所述含氚氢同位素气体包括氚气或含氚的氢同位素混合气体。

优选地，所述电离辐射由电离辐射源产生；所述电离辐射源包括α射线、β射线、γ射线、X射线和n中的一种或多种。

优选地，所述电离辐射源包括内源电离辐射源或外源电离辐射源。

优选地，所述电离辐射由外源电离辐射源产生时，所述电离辐射的剂量率≥2Gy/h。

优选地，所述电离辐射源为放射性核素或屏蔽射线；所述屏蔽射线为电站或大型射线装置需要屏蔽的射线。

优选地，当所述电离辐射源为外源电离辐射源时，所述化学反应的压力≥5MPa；当所述电离辐射源为内源电离辐射源时，所述化学反应的压力≥0.1MPa。