氮化钽基异质结材料的制备及其光电催化还原二氧化碳的研究
发布时间：2021-04-16 01:10
由于人类活动的增加和能源的过度消耗,大气中的二氧化碳浓度逐年递增,全世界都在寻求合适的方法以应对能源危机和环境问题。二氧化碳作为造成温室效应的元凶之一,将其转化为碳基燃料不仅有利于二氧化碳的减排,而且可以在一定程度上缓解能源危机。相比于传统的催化转化方式,人们通过模拟自然界植物的光合作用,提出了光电催化这一绿色环保的方式进行CO2转化。光电催化还原CO2是一种有前景的转化途径,催化剂的制备是其中研究的关键。基于光电催化的原理,选择吸光性能强的半导体材料有利于增强光电催化效率。本论文选用吸光性能好的Ta3N5半导体材料作为基础,针对其光生载流子分离效率低等缺点,通过构筑异质结和负载助催化剂等方法对Ta3N5基半导体进行改性,以提高其光电催化还原二氧化碳的性能。（1）设计制备了一系列异质结复合催化材料M-TNCN-x（M=Pd,Pt,Ru;TN=Ta3N5;CN=g-C3N4
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界能源消耗量（图片来自《世界能源展望2019》）
兰州大学硕士研究生学位论文氮化钽基异质结材料的制备及其光电催化还原二氧化碳的研究2近每年2.3ppm。人类活动增加了大气中二氧化碳的浓度，使自然温室效应更加严重[3,4]。自二十一世纪开始，全球气温纪录已被打破五次。因此，将大气中的二氧化碳转化为化学品不仅有利于减少二氧化碳排放，而且可以在一定程度上缓解能源问题[5-7]。图1-2全球大气中二氧化碳浓度。1.1.2自然界中的碳循环碳元素是所有生物体的重要组成部分。碳元素在自然界中不断地循环交流，植物通过光合作用将大气中的二氧化碳固定并储藏到体内，然后经由生物活动或者地质过程，一部分碳通过动植物的呼吸作用以及微生物对动植物遗体的分解作用，以二氧化碳的形式回到大气中；另一部分碳元素主要来源于煤等化石能源，未被分解掉的动植物残体经长期沉积掩埋形成有机物，这些沉积物经过漫长岁月和地质变动过程最终转变为矿物燃料―煤、石油、天然气等，当它们作为燃料燃烧时，其中的碳仍会以二氧化碳的形式排入大气。碳循环使碳元素在整个自然界中得以重复利用，是地球上最重要的循环之一（图1-3）。图1-3碳循环示意图。
兰州大学硕士研究生学位论文氮化钽基异质结材料的制备及其光电催化还原二氧化碳的研究2近每年2.3ppm。人类活动增加了大气中二氧化碳的浓度，使自然温室效应更加严重[3,4]。自二十一世纪开始，全球气温纪录已被打破五次。因此，将大气中的二氧化碳转化为化学品不仅有利于减少二氧化碳排放，而且可以在一定程度上缓解能源问题[5-7]。图1-2全球大气中二氧化碳浓度。1.1.2自然界中的碳循环碳元素是所有生物体的重要组成部分。碳元素在自然界中不断地循环交流，植物通过光合作用将大气中的二氧化碳固定并储藏到体内，然后经由生物活动或者地质过程，一部分碳通过动植物的呼吸作用以及微生物对动植物遗体的分解作用，以二氧化碳的形式回到大气中；另一部分碳元素主要来源于煤等化石能源，未被分解掉的动植物残体经长期沉积掩埋形成有机物，这些沉积物经过漫长岁月和地质变动过程最终转变为矿物燃料―煤、石油、天然气等，当它们作为燃料燃烧时，其中的碳仍会以二氧化碳的形式排入大气。碳循环使碳元素在整个自然界中得以重复利用，是地球上最重要的循环之一（图1-3）。图1-3碳循环示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于光电催化还原CO2为燃料的设计进展（英文）[J]. 张宁,龙冉,高超,熊宇杰. Science China Materials. 2018(06)
[2]新型磷化铜/氮化碳p-n异质结光催化剂的太阳能产氢性能研究（英文）[J]. 秦知校,王朦胧,李锐,陈玉彬. Science China Materials. 2018(06)
[3]具有优异光电化学性能的三维p-CuO/n-ZnO异质结光阴极材料（英文）[J]. 武芳丽,曹风人,刘琼,卢豪,李亮. Science China Materials. 2016(10)
本文编号：3140449
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界能源消耗量（图片来自《世界能源展望2019》）
兰州大学硕士研究生学位论文氮化钽基异质结材料的制备及其光电催化还原二氧化碳的研究2近每年2.3ppm。人类活动增加了大气中二氧化碳的浓度，使自然温室效应更加严重[3,4]。自二十一世纪开始，全球气温纪录已被打破五次。因此，将大气中的二氧化碳转化为化学品不仅有利于减少二氧化碳排放，而且可以在一定程度上缓解能源问题[5-7]。图1-2全球大气中二氧化碳浓度。1.1.2自然界中的碳循环碳元素是所有生物体的重要组成部分。碳元素在自然界中不断地循环交流，植物通过光合作用将大气中的二氧化碳固定并储藏到体内，然后经由生物活动或者地质过程，一部分碳通过动植物的呼吸作用以及微生物对动植物遗体的分解作用，以二氧化碳的形式回到大气中；另一部分碳元素主要来源于煤等化石能源，未被分解掉的动植物残体经长期沉积掩埋形成有机物，这些沉积物经过漫长岁月和地质变动过程最终转变为矿物燃料―煤、石油、天然气等，当它们作为燃料燃烧时，其中的碳仍会以二氧化碳的形式排入大气。碳循环使碳元素在整个自然界中得以重复利用，是地球上最重要的循环之一（图1-3）。图1-3碳循环示意图。
兰州大学硕士研究生学位论文氮化钽基异质结材料的制备及其光电催化还原二氧化碳的研究2近每年2.3ppm。人类活动增加了大气中二氧化碳的浓度，使自然温室效应更加严重[3,4]。自二十一世纪开始，全球气温纪录已被打破五次。因此，将大气中的二氧化碳转化为化学品不仅有利于减少二氧化碳排放，而且可以在一定程度上缓解能源问题[5-7]。图1-2全球大气中二氧化碳浓度。1.1.2自然界中的碳循环碳元素是所有生物体的重要组成部分。碳元素在自然界中不断地循环交流，植物通过光合作用将大气中的二氧化碳固定并储藏到体内，然后经由生物活动或者地质过程，一部分碳通过动植物的呼吸作用以及微生物对动植物遗体的分解作用，以二氧化碳的形式回到大气中；另一部分碳元素主要来源于煤等化石能源，未被分解掉的动植物残体经长期沉积掩埋形成有机物，这些沉积物经过漫长岁月和地质变动过程最终转变为矿物燃料―煤、石油、天然气等，当它们作为燃料燃烧时，其中的碳仍会以二氧化碳的形式排入大气。碳循环使碳元素在整个自然界中得以重复利用，是地球上最重要的循环之一（图1-3）。图1-3碳循环示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于光电催化还原CO2为燃料的设计进展（英文）[J]. 张宁,龙冉,高超,熊宇杰. Science China Materials. 2018(06)
[2]新型磷化铜/氮化碳p-n异质结光催化剂的太阳能产氢性能研究（英文）[J]. 秦知校,王朦胧,李锐,陈玉彬. Science China Materials. 2018(06)
[3]具有优异光电化学性能的三维p-CuO/n-ZnO异质结光阴极材料（英文）[J]. 武芳丽,曹风人,刘琼,卢豪,李亮. Science China Materials. 2016(10)
本文编号：3140449
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