MgFe2O4/TiO2催化剂光催化还原CO2的实验研究

薛丽梅，张风华，金燚翥，董子龙，康华

(黑龙江科技大学环境与化工学院，哈尔滨150022)

0 引言

目前，世界各国普遍面临能源和基本化工原料短缺的问题，CO2正是一种潜在的碳资源。随着科技的进步，特别是化工合成新工艺、新型催化剂等领域取得的一系列新技术成就，为CO2气体合成化工产品创造了条件和可能。光催化CO2出发可直接还原合成甲烷、甲醇、甲醛、甲酸、尿素、聚合物等有用的化工产品。开发CO2利用技术，不仅可以节约石油、天然气和煤等化石资源，而且可以变害为宝，减少CO2造成的环境污染，具有明显的经济效益［1-2］。

TiO2具有化学稳定性好、抗磨损性强以及光催化活性高等特点，成为最具应用潜力的光催化剂［3-5］。但是，由于TiO2只对占太阳光能不到5%的紫外光(λ＜400 nm)有作用，而对占太阳光能43%的可见光没有作用，所以使TiO2光响应范围从紫外光区扩展到可见光区，成为目前国内外学者研究的重点［6］。S.Krischok、余灯华、Y.Choi等［7-10］采用非金属离子掺杂、半导体复合对TiO2进行改性，实现可见光的光催化。笔者试图对TiO2进行复合改性，得到MgFe2O4/TiO2纳米粉体，并研究其光电活性、微观结构以及光催化还原CO2的活性。

1 实验

1.1 MgFe2O4/TiO2催化剂的制备

量取一定量钛酸四丁酯溶解于适量无水乙醇中，强烈搅拌0.5 h，得均匀溶液A;将摩尔比为1∶2的Mg(NO3)2和Fe(NO3)3配制成混合溶液，强烈搅拌0.5 h，加入适量柠檬酸，继续搅拌0.5 h，得均匀溶液B;将溶液B缓缓滴加到溶液A中，继续搅拌，直到形成棕色凝胶。在室温条件下，静置24 h，在140℃干燥20 h，研磨后，置马弗炉中焙烧，即得MgFe2O4/TiO2复合光催化剂，标记为MgFe2O4/TiO2-R-700。……