Photocatalytic conversion of Carbon Dioxide to Alcohols over Titanium dioxide-graphene composite

Abstract

Photo-catalyst comprising titanium dioxide-reduced graphene oxide (TiO2/rGO) and copper(II)oxide-titanium dioxide-reduced graphene oxide (CuO-TiO2/rGO) were developed for CO2 conversion to ethanol. The effects of TiO2 (10-60 wt%)and CuO contents (0.3-2.0 wt.%), type of titanium source (sol-gel and P25), and different synthesis methods (sol-gel and sol-gel with heat treatment) were investigated. The most suitable condition reported in this study included the synthesis of 0.5wt.%CuO-20wt.%TiO2/rGO using 12 hour-stirring with sol-gel with heat treatment method. The highest recorded ethanol yield was obtained at 162.67 μmol/gcatalyst (100 ml min-1 CO2, 12 hours, 160 W mercury lamp).

งานวิจัยนี้ได้ทาการสังเคราะห์วัสดุเชิงประกอบร่วมที่มีองค์ประกอบระหว่างวัสดุคอปเปอร์(II)ออกไซด์และไทเทเนียมไดออกไซด์บนแกรฟีนที่มีขนาดระดับนาโนเพื่อเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แสงในการเปลี่ยนรูปก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารละลายเอทานอลในสภาวะของเหลว โดยศึกษาปริมาณของไทเทเนียมออกไซด์(10-60wt.%)และคอปเปอร์(II)ออกไซด์(0.3-2.0wt.%)บนวัสดุแกรฟีน ร่วมถึงชนิดของไทเทเนียมไดออกไซด์(โซลเจลและP25) และกระบวนการสังเคราะห์โซลเจลและโซลเจลอุณหภูมิสูง) โดยที่ CuO-TiO2/rGO (0.5%wt CuO, 20%wt TiO2)ที่สังเคราะห์จากกระบวนการโซลเจลอุณหภูมิสูง สามารถเปลี่ยนรูปก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารละลาย เอทานอลสูงสุดถึง 162.67 ไมโครโมลต่อกรัมของตัวเร่งปฏิกิริยาโดยใช้เวลาในการทาปฏิกิริยา 12 ชั่วโมง ที่อัตราการไหลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 100 มิลลิลิตรต่อนาทีและใช้หลอดไอปรอท 160 วัตต์เป็นแหล่งกำเนิดแสง