掺杂型纳米MgO光催化还原CO 2 性能及机制研究
发布时间：2023-03-03 17:52
光催化还原技术利用无限的太阳能作为唯一的能源,可将CO2直接转化为一氧化碳、烃或醇类等化合物。因此该技术不仅可缓解碳排放引发的温室效应,还能作为一种能源补充形式,缓解化石能源危机。然而,低活性和较差产物选择性限制了该技术的实际应用。为了提升材料的光催化还原二氧化碳的能力,惰性的CO2分子在材料表面的吸附和活化成为了该领域的研究热点和重点。纳米氧化镁因其颗粒细微化和丰富的缺陷态,使其具有不同于本体材料的热、光、电、力学和化学等特殊功能,因此其在力学、催化、环境等领域显示出较好的应用价值,尤其在吸附活化H2、O2和CO2方面表现出独特的优势。因此,本论文基于吸附是催化的前提,选择氧化镁做为光催化剂。实验结果表明以水为质子供体,在模拟太阳光的照射下,4小时纯氧化镁CO产量可达2.52μmol/g。有趣的是,我们发现二氧化碳浓度对纯氧化镁光催化还原CO2性能具有重要的影响。其中当CO2的体积浓度为1.75%,同等条件下4小时CO产量可达4.6...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 光催化还原CO2机理
1.3 光催化还原CO2催化剂研究进展
1.4 纳米MgO光催化剂的研究现状
1.5 本论文的提出及拟研究内容
第2章 未掺杂MgO光催化还原CO2性能及机制研究
2.1 实验部分
2.1.1 实验主要试剂及仪器
2.1.2 催化剂的制备
2.2 纯MgO材料的结构表征
2.2.1 X射线衍射(XRD)
2.2.2 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)
2.2.3 荧光光谱(PL)
2.2.4 化学吸附(CO2-TPD)
2.2.5 傅里叶变换红外(FT-IR)
2.3 光催化性能测试
2.3.1 一氧化碳标准曲线测定
2.3.2 CO2标准曲线测定
2.3.3 光催化性能测试实验
2.4 结果与讨论
2.4.1 X射线衍射分析(XRD)
2.4.2 紫外-可见漫反射吸收光谱分析(UV-vis DRS)
2.4.3 荧光光谱分析(PL)
2.4.4 CO2-TPD测试分析
2.4.5 光催化还原CO2活性
2.4.6 反应前后X射线衍射分析(XRD)
2.4.7 反应前后红外光谱分析(FTIR)
2.4.8 Mg(OH)2活性测定
2.4.9 低浓度CO2条件下MgO光催化性能
2.5 本章小结
第3章 磷掺杂型纳米MgO光催化还原CO2性能及机制研究
3.1 实验部分
3.1.1 实验主要试剂及仪器
3.1.2 样品制备
3.2 掺磷MgO的结构表征
3.2.1 X射线衍射(XRD)
3.2.2 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)
3.2.3 荧光光谱(PL)
3.2.4 扫描电子显微镜(SEM)
3.2.5 X射线光电子能谱(XPS)测定
3.2.6 化学吸附(CO2-TPD)
3.2.7 瞬态光电流分析(PT)
3.2.8 傅里叶变换红外(FT-IR)
3.2.9 比表面积(BET)测定
3.3 光催化性能测试
3.3.1 催化剂光催化性能评价
3.3.2 光催化稳定性测定
3.4 结果与讨论
3.4.1 X射线衍射分析(XRD)
3.4.2 X射线电子能谱分析(XPS)
3.4.3 BET测试分析
3.4.4 扫描电镜分析(SEM)
3.4.5 紫外-可见漫反射吸收光谱分析(UV-vis DRS)
3.4.6 荧光光谱分析(PL)
3.4.7 瞬态光电流分析(PT)
3.4.8 CO2-TPD测试分析
3.4.9 光催化活性测试分析
3.4.10 光催化稳定性测试
3.4.11 反应前后X射线衍射分析(XRD)
3.4.12 反应前后红外光谱分析(FTIR)
3.4.13 平带电位测试
3.4.14 价带谱
3.5 本章小结
第4章 铁掺杂型纳米MgO光催化还原CO2性能及机制研究
4.1 实验部分
4.1.1 实验主要试剂及仪器
4.1.2 掺铁MgO的制备
4.2 掺铁材料的结构表征
4.2.1 X射线衍射(XRD)
4.2.2 X射线光电子能谱(XPS)测定
4.2.3 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)
4.2.4 荧光光谱(PL)
4.2.5 化学吸附(CO2-TPD)
4.2.6 瞬态光电流分析(PT)
4.2.7 傅里叶变换红外(FT-IR)
4.3光催化性能测试实验
4.4 结果与讨论
4.4.1 X射线衍射分析(XRD)
4.4.2 X射线电子能谱分析(XPS)
4.4.3 紫外-可见漫反射吸收光谱分析(UV-vis DRS)
4.4.4 荧光光谱分析(PL)
4.4.5 CO2-TPD测试分析
4.4.6 瞬态光电流分析(PT)
4.4.7 催化剂性能测试
4.4.8 反应前后X射线衍射分析(XRD)
4.4.9 反应前后红外光谱分析(FTIR)
4.4.10 平带电位测试分析
4.4.11 能带结构分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢
本文编号：3752834
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 光催化还原CO2机理
1.3 光催化还原CO2催化剂研究进展
1.4 纳米MgO光催化剂的研究现状
1.5 本论文的提出及拟研究内容
第2章 未掺杂MgO光催化还原CO2性能及机制研究
2.1 实验部分
2.1.1 实验主要试剂及仪器
2.1.2 催化剂的制备
2.2 纯MgO材料的结构表征
2.2.1 X射线衍射(XRD)
2.2.2 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)
2.2.3 荧光光谱(PL)
2.2.4 化学吸附(CO2-TPD)
2.2.5 傅里叶变换红外(FT-IR)
2.3 光催化性能测试
2.3.1 一氧化碳标准曲线测定
2.3.2 CO2标准曲线测定
2.3.3 光催化性能测试实验
2.4 结果与讨论
2.4.1 X射线衍射分析(XRD)
2.4.2 紫外-可见漫反射吸收光谱分析(UV-vis DRS)
2.4.3 荧光光谱分析(PL)
2.4.4 CO2-TPD测试分析
2.4.5 光催化还原CO2活性
2.4.6 反应前后X射线衍射分析(XRD)
2.4.7 反应前后红外光谱分析(FTIR)
2.4.8 Mg(OH)2活性测定
2.4.9 低浓度CO2条件下MgO光催化性能
2.5 本章小结
第3章 磷掺杂型纳米MgO光催化还原CO2性能及机制研究
3.1 实验部分
3.1.1 实验主要试剂及仪器
3.1.2 样品制备
3.2 掺磷MgO的结构表征
3.2.1 X射线衍射(XRD)
3.2.2 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)
3.2.3 荧光光谱(PL)
3.2.4 扫描电子显微镜(SEM)
3.2.5 X射线光电子能谱(XPS)测定
3.2.6 化学吸附(CO2-TPD)
3.2.7 瞬态光电流分析(PT)
3.2.8 傅里叶变换红外(FT-IR)
3.2.9 比表面积(BET)测定
3.3 光催化性能测试
3.3.1 催化剂光催化性能评价
3.3.2 光催化稳定性测定
3.4 结果与讨论
3.4.1 X射线衍射分析(XRD)
3.4.2 X射线电子能谱分析(XPS)
3.4.3 BET测试分析
3.4.4 扫描电镜分析(SEM)
3.4.5 紫外-可见漫反射吸收光谱分析(UV-vis DRS)
3.4.6 荧光光谱分析(PL)
3.4.7 瞬态光电流分析(PT)
3.4.8 CO2-TPD测试分析
3.4.9 光催化活性测试分析
3.4.10 光催化稳定性测试
3.4.11 反应前后X射线衍射分析(XRD)
3.4.12 反应前后红外光谱分析(FTIR)
3.4.13 平带电位测试
3.4.14 价带谱
3.5 本章小结
第4章 铁掺杂型纳米MgO光催化还原CO2性能及机制研究
4.1 实验部分
4.1.1 实验主要试剂及仪器
4.1.2 掺铁MgO的制备
4.2 掺铁材料的结构表征
4.2.1 X射线衍射(XRD)
4.2.2 X射线光电子能谱(XPS)测定
4.2.3 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)
4.2.4 荧光光谱(PL)
4.2.5 化学吸附(CO2-TPD)
4.2.6 瞬态光电流分析(PT)
4.2.7 傅里叶变换红外(FT-IR)
4.3光催化性能测试实验
4.4 结果与讨论
4.4.1 X射线衍射分析(XRD)
4.4.2 X射线电子能谱分析(XPS)
4.4.3 紫外-可见漫反射吸收光谱分析(UV-vis DRS)
4.4.4 荧光光谱分析(PL)
4.4.5 CO2-TPD测试分析
4.4.6 瞬态光电流分析(PT)
4.4.7 催化剂性能测试
4.4.8 反应前后X射线衍射分析(XRD)
4.4.9 反应前后红外光谱分析(FTIR)
4.4.10 平带电位测试分析
4.4.11 能带结构分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢
本文编号：3752834
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3752834.html
教材专著
