碳载二氧化钛复合光催化材料的制备及其能源转换应用

发布时间：2024-07-05 05:10

　　化石燃料的大量使用,不仅仅导致其储备量日益减少,而且使得作为温室效应主要贡献者的CO₂排放与日俱增。因此,能源短缺和温室效应成为了21世纪公众关注的焦点。为了应对能源短缺和温室效应,开发清洁能源转化技术就显得尤为重要。众所都知,太阳能作为自然界取之不尽的清洁能源,利用太阳能模拟光合作用将CO₂以高效率和高选择性转化为如CH4和CO的低碳燃料或者通过光化学沉积制备清洁能源转化催化剂的相关研究是目前解决全球变暖和化石燃料短缺的理想解决方案。因此,本论文主要讨论碳载二氧化钛复合材料的制备及其在能源转换中的应用。本论文主要研究工作如下:(1)、利用太阳能为反应动能,光化学沉积负载贵金属是提高催化剂活性和稳定性非常有效的途径。与此同时,铂基电催化剂的氧还原活性和稳定性是涉及氧还原反应(ORR)能量转化系统关键的问题。在本论文工作中,小颗粒的Pt纳米粒子被Ti O₂表面的光生电子还原,使得Pt纳米粒子大多数选择性的锚定在Ti O₂晶体表面。另一方面,在碳表面均匀分布的Ti O₂颗粒增强了金...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1机理示意图

中锐钛矿型TiO2已被证明在光催化中最具有代表性的。的电子与光化学行为在光催化还原的整个过程中具有主要的VB）、充满低能电子和空穴对的导带（CB）构成，其中CBEg。TiO2应用于光催化的机理如图1.1所示，整个光催化机理、电荷扩散和还原/氧化四个不同的步骤。也就是当太....

图1.2La改性TiO2催化剂在CO2和H2O条件下光还原CO2机理Figure1.2MechanismforthephotoreductionofCO2withH2OvaporovertheLa-modifiedTiO2

导体的能带间隙[45-47]。在掺杂TiO2复合材料的制备方案中主要分为金属掺杂和非金属掺杂。在较早之前，金属掺杂的研究更加受到重视，因为相对于非金属掺杂，金属掺杂TiO2更容易在实验中得到实现。通常情况下，在金属掺杂中可以使用一种金属元素在TiO2的晶格中取代一个钛原子，....

图1.3用水蒸气光催化还原CO2反应机理示意图

华中科技大学硕士学位论文另外，MuhammadTahir课题组[49]也报道了一种通过溶胶-凝胶法制备铟（In）纳米粒子。通过In掺入TiO2的晶格中，明显的得到了颗粒直径较大、更大比表结构的锐钛矿TiO2，并且通过UV-Vis结果也显示T....

图1.4N掺杂TiO2在水蒸气条件下光催化CO2机理Figure1.4MechanismforthephotoreductionofCO2withH2OvaporovertheN-dopedTiO2[53]

华中科技大学硕士学位论HCl为PH控制剂水热法制备得到具有暴露的{101}和{001}表杂锐钛矿型TiO2光催化剂。实验中证明使用N掺杂和表面氟化剂具有高结晶度、比较大的比表面和理想的宽光谱光学响应品显示出65%的{001}和35%的{101....

本文编号：4001090