薄层氮化碳修饰的BiPO 4 复合催化剂光催化还原CO 2 性能研究
发布时间：2022-10-30 11:04
化石燃料燃烧向大气中排放大量二氧化碳,所产生的温室效应严重影响着人类的生产生活。将二氧化碳光催化还原成为人类可利用的能源为解决环境问题提供了新思路。光催化的关键在于设计合成高效的光催化剂。本论文选取了非金属含氧酸盐磷酸铋为基体,氮化碳为活性组分,并分别对基体磷酸铋与氮化碳进行了化学改性,采用溶剂自挥发法合成了异质结型复合催化剂,提高了催化剂光催化还原CO2的活性。主要内容和结论包括:薄层氮化碳的制备及其光催化还原CO2性能研究。利用水蒸气煅烧剥离法在Ar/H2O氛围下成功制备了薄层氮化碳（H-g-CN）,所得的薄层氮化碳比表面积相较于剥离前（g-CN）明显升高。薄层氮化碳光催化还原CO2活性大大高于未剥离氮化碳的活性。并且产物对CO的选择性大大高于对于CH4的选择性。剥离以后,薄层氮化碳的反应活性位点相较于剥离前明显增多,增大了对反应物分子CO2的吸附。在进行剥离时,在薄层氮化碳表面留下了缺陷位,CO2中的O原子吸附在缺陷位上,氮化碳...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
1.1 光催化还原CO_2
1.1.1 光催化还原CO_2过程
1.1.2 光催化还原CO_2反应机理
1.2 光催化剂改性
1.2.1 半导体晶面改性
1.2.2 半导体复合改性
1.2.3 催化剂的活性位点调控
1.3 非金属含氧酸盐光催化剂
1.4 氮化碳修饰的复合催化剂
1.5 文献小结与研究思路
第2章 实验方法
2.1 化学样品及仪器设备
2.2 催化剂的表征
2.2.1 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析
2.2.2 X射线光电子能谱(XPS)分析
2.2.3 透射电子显微镜(TEM)分析
2.2.4 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.2.5 BET比表面积分析
2.2.6 X射线衍射分析(XRD)
2.2.7 紫外-可见光谱(UV-Vis)分析
2.2.8 光致发光光谱(PL)分析
2.2.9 光电流(PC)和阻抗(EIS)分析
2.2.10 CO_2 吸附(MS CO_2-TPD)分析
2.3 催化剂评价
2.3.1 光催化还原CO_2活性评价装置
2.3.2 光催化还原CO_2活性评价操作步骤
第3章 薄层氮化碳的制备及其光催化还原CO_2性能研究
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 氮化碳(g-CN)的合成
3.2.2 薄层氮化碳(H-g-CN)的合成
3.3 催化剂表征
3.3.1 氮化碳g-CN与薄层氮化碳(H-g-CN)的XRD表征
3.3.2 氮化碳g-CN与薄层氮化碳(H-g-CN)的HRTEM表征与SEM表征
3.3.3 氮化碳g-CN与薄层氮化碳(H-g-CN)的BET表征
3.3.4 氮化碳g-CN与薄层氮化碳(H-g-CN)的FT-IR表征
3.3.5 氮化碳g-CN与薄层氮化碳(H-g-CN)的UV-Vis DRS表征
3.3.6 氮化碳g-CN与薄层氮化碳H-g-CN的光电流
3.4 催化剂的光催化还原CO_2活性及机理研究
3.4.1 催化剂光催化还原CO_2活性
3.4.2 反应机理研究
3.5 小结
第4章 薄层氮化碳修饰的BiPO_4复合催化剂的合成及其光催化还原CO_2性能研究
4.1 引言
4.2 催化剂的制备
4.2.1 基体催化剂BiPO_4的合成
4.2.2 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的合成
4.3 催化剂的表征
4.3.1 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的XRD表征
4.3.2 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的HRTEM和 EDS表征
4.3.3 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的FT-IR表征
4.3.4 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的XPS表征
4.3.5 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的UV-Vis DRS表征
4.3.6 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的BET表征
4.3.7 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的PL光谱
4.3.8 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的EIS表征
4.3.9 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的光电流
4.4 催化剂活性测试
4.4.1 催化剂光催化还原CO_2活性
4.4.2 反应机理研究
4.5 小结
第5章 不同晶面取向的磷酸铋复合催化剂及其光催化还原CO_2性能研究
5.1 引言
5.2 催化剂的制备
5.2.1 不同晶面取向的BiPO_4的合成
5.2.2 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的合成
5.3 催化剂的表征和活性测试
5.3.1 不同晶面取向的BiPO_4的XRD表征
5.3.2 不同晶面取向的BiPO_4的UV-Vis DRS表征
5.3.3 薄层氮化碳负载的不同晶面的BiPO_4的复合催化剂UV-Vis DRS表征
5.4 催化剂活性测试
5.4.1 催化剂光催化还原CO_2活性
5.4.2 催化剂光催化还原CO_2机理
5.5 小结
第6章 结论
参考文献
致谢
发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]光催化还原CO2的研究现状和发展前景[J]. 吴聪萍,周勇,邹志刚. 催化学报. 2011(10)
本文编号：3698771
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
1.1 光催化还原CO_2
1.1.1 光催化还原CO_2过程
1.1.2 光催化还原CO_2反应机理
1.2 光催化剂改性
1.2.1 半导体晶面改性
1.2.2 半导体复合改性
1.2.3 催化剂的活性位点调控
1.3 非金属含氧酸盐光催化剂
1.4 氮化碳修饰的复合催化剂
1.5 文献小结与研究思路
第2章 实验方法
2.1 化学样品及仪器设备
2.2 催化剂的表征
2.2.1 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析
2.2.2 X射线光电子能谱(XPS)分析
2.2.3 透射电子显微镜(TEM)分析
2.2.4 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.2.5 BET比表面积分析
2.2.6 X射线衍射分析(XRD)
2.2.7 紫外-可见光谱(UV-Vis)分析
2.2.8 光致发光光谱(PL)分析
2.2.9 光电流(PC)和阻抗(EIS)分析
2.2.10 CO_2 吸附(MS CO_2-TPD)分析
2.3 催化剂评价
2.3.1 光催化还原CO_2活性评价装置
2.3.2 光催化还原CO_2活性评价操作步骤
第3章 薄层氮化碳的制备及其光催化还原CO_2性能研究
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 氮化碳(g-CN)的合成
3.2.2 薄层氮化碳(H-g-CN)的合成
3.3 催化剂表征
3.3.1 氮化碳g-CN与薄层氮化碳(H-g-CN)的XRD表征
3.3.2 氮化碳g-CN与薄层氮化碳(H-g-CN)的HRTEM表征与SEM表征
3.3.3 氮化碳g-CN与薄层氮化碳(H-g-CN)的BET表征
3.3.4 氮化碳g-CN与薄层氮化碳(H-g-CN)的FT-IR表征
3.3.5 氮化碳g-CN与薄层氮化碳(H-g-CN)的UV-Vis DRS表征
3.3.6 氮化碳g-CN与薄层氮化碳H-g-CN的光电流
3.4 催化剂的光催化还原CO_2活性及机理研究
3.4.1 催化剂光催化还原CO_2活性
3.4.2 反应机理研究
3.5 小结
第4章 薄层氮化碳修饰的BiPO_4复合催化剂的合成及其光催化还原CO_2性能研究
4.1 引言
4.2 催化剂的制备
4.2.1 基体催化剂BiPO_4的合成
4.2.2 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的合成
4.3 催化剂的表征
4.3.1 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的XRD表征
4.3.2 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的HRTEM和 EDS表征
4.3.3 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的FT-IR表征
4.3.4 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的XPS表征
4.3.5 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的UV-Vis DRS表征
4.3.6 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的BET表征
4.3.7 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的PL光谱
4.3.8 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的EIS表征
4.3.9 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的光电流
4.4 催化剂活性测试
4.4.1 催化剂光催化还原CO_2活性
4.4.2 反应机理研究
4.5 小结
第5章 不同晶面取向的磷酸铋复合催化剂及其光催化还原CO_2性能研究
5.1 引言
5.2 催化剂的制备
5.2.1 不同晶面取向的BiPO_4的合成
5.2.2 薄层氮化碳修饰的磷酸铋复合催化剂的合成
5.3 催化剂的表征和活性测试
5.3.1 不同晶面取向的BiPO_4的XRD表征
5.3.2 不同晶面取向的BiPO_4的UV-Vis DRS表征
5.3.3 薄层氮化碳负载的不同晶面的BiPO_4的复合催化剂UV-Vis DRS表征
5.4 催化剂活性测试
5.4.1 催化剂光催化还原CO_2活性
5.4.2 催化剂光催化还原CO_2机理
5.5 小结
第6章 结论
参考文献
致谢
发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]光催化还原CO2的研究现状和发展前景[J]. 吴聪萍,周勇,邹志刚. 催化学报. 2011(10)
本文编号：3698771
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3698771.html
