本发明属于能源环境、催化材料技术领域,具体涉及摩擦催化材料,尤其涉及一种用于二氧化碳还原的摩擦催化剂、制备工艺及其CO₂资源化利用应用。
背景技术
二氧化碳过度排放造成温室效应,CO₂催化还原是实现碳循环利用的重要路径。传统光催化依赖光照条件,无光环境下反应效率低下;电还原能耗高、设备成本大。摩擦催化依靠机械机械能驱动催化反应,不依赖光照,但现有摩擦催化剂普遍存在催化活性低、循环稳定性差、制备工艺复杂的缺陷,制约实际应用。
发明内容
本发明公开一种用于还原CO₂的摩擦催化剂,催化剂为异质复合结构,化学式Ba₀.₇₅Sr₀.₂₅Nb₁.₉Ta₀.₁O₆@ZnO。
制备步骤:
1. 将碳酸钡、碳酸锶、五氧化二铌、五氧化二钽原料配料,压片预烧;
2. 球磨、烘干、等静压成型,高温烧结得到基体粉体;
3. 将基体粉体加入氧化锌前驱液超声搅拌,过滤收集沉积物;
4. 二次高温烧结,获得目标摩擦催化剂。
应用:
该催化剂依靠机械摩擦/搅拌机械能驱动,无需光照条件下,实现CO₂还原转化,可产出CO、CH₄等碳基燃料气体,可用于工业烟气二氧化碳资源化处理、固碳减排场景。
有益效果
1、不依赖光源,黑暗环境依靠机械搅拌即可完成CO₂催化还原,摆脱光催化对光照的限制;
2、复合异质结构,电荷分离效率高,CO₂还原催化活性优异;
3、材料循环稳定性好,多次循环后催化活性衰减小;
4、制备工艺简便可控,原料易得,具备实验室放大及产业化开发前景。