[发明专利]一种光热化学循环分解二氧化碳制备合成气的方法

摘要

本发明涉及合成气制备技术，旨在提供一种光热化学循环分解二氧化碳制备合成气的方法。该方法包括将二氧化钛纳米粉末与去离子水以超声波震荡均匀，所得混合悬浊液倒入石英玻璃器皿烘干；制得的二氧化钛薄膜置于密闭腔体内，在常温常压下使用光源照射反应，然后通入带有水蒸气的CO2，将腔体加热至300～600℃进行反应，最终得到包括氢气、一氧化碳和甲烷的合成气。本发明将光化学与热化学联合起来，极大的降低了热化学循环第一步所需的温度，改善了循环条件；所需进行的操作更加简单便捷，最高热源温度较低，可采用太阳能、核能等其它多种形式的热源；此方法能产生极具利用价值的甲烷，同时制备CO与H2等，具有合成多种化工原料的潜力。

主权项

一种光热化学循环分解二氧化碳制备合成气的方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)将粒径小于100nm的二氧化钛纳米粉末置于试管中，并添加2/3试管体积的去离子水，使二氧化钛纳米粉末与去离子水的质量比为1:100；放入超声波震荡仪中震荡均匀，得到混合悬浊液；(2)将步骤(1)所得混合悬浊液倒入石英玻璃器皿，置于110℃下烘干3小时，得到均匀沉淀于石英器皿底部的二氧化钛薄膜；(3)取下步骤(2)中制得的二氧化钛薄膜，置于密闭腔体内，在常温常压下使用光源照射反应0.5～2h，进行如下反应：TiO2→TiO2‑m+m/2O2，0<m<2；(4)向步骤(3)中腔体中通入带有水蒸气的CO2，将腔体加热至300～600℃，进行如下反应：TiO2‑x+xCO2→TiO2+xCOTiO2‑y+yH2O→TiO2+yH2TiO2‑z+z/2H2O+z/4CO2→TiO2+z/4CH4其中，x+y+z＝m，且x,y,z均>0；最终得到包括氢气、一氧化碳和甲烷的合成气；所述石英玻璃器皿内部的底面呈平面状，悬浊液在石英玻璃器皿的铺陈厚度为0.1～1mm。