本技术涉及先进纳米复合材料制备技术领域,公开了一种催化/储热一体化复合材料及其制备方法和应用。所述复合材料包括相变微胶囊和包覆于所述相变微胶囊表面的MOFs壳层;其中,所述相变微胶囊以相变材料为核芯,以二氧化钛为壳。将含有机配体的溶液滴加至含相变微胶囊和MOFs金属前驱体的溶液中,进行第一反应得到所述复合材料。本发明通过层级构筑的手段将PCM的储热及控温功能引入到高性能TiO<subgt;2</subgt;@MOFs光催化材料中,利用相变微胶囊对催化体系温度的调节作用,最大化促进催化体系对CO<subgt;2</subgt;的高效转化。
背景技术
过去几十年,全球二氧化碳排放呈上升趋势,CO2
的过量排放引发了温室效应、环境污染、海平面上升等系列问题。利用太阳能将CO2
转化为有价值的化学品或燃料,既可以减少温室效应,又可以缓解能源短缺的压力,因此极具吸引力。
利用光催化还原方式将CO2
转化为具有高附加值的化学品或燃料,其动力源可以来自于太阳光或者其他人造光,具有低成本、无污染的优点,被认为是实现CO2
高值转化的最重要的途径之一。然而由于CO2
的热力学稳定性和动力学惰性(C=O键键能为-750kJ/mol),通常需要使用高效的催化材料来降低反应势垒从而提高反应效率。但目前所研发的CO2
转化用光催化材料的催化效率通常受光照体系温度变化影响较大,不同的温度会影响催化剂的产物选择性、催化剂活性、过高温度甚至导致催化剂失活分解。
因此,进一步提高利用太阳能转化CO2
的效率,需要解决两个关键问题:1)开发高效率且稳定的光催化材料;2)构筑温度可控的催化体系,维持催化剂处于合理温度区间。
实现思路