改进TiO 2 模拟太阳光催化的性能

发布时间：2024-02-03 12:33

　　能源短缺和生态环境恶化是当今人类社会亟待解决的两大难题。通过人工模拟光合作用将CO₂还原成低碳燃料资源(如CH₃OH),不仅能促进CO₂的资源化利用,还能缓解能源危机问题,具有重要的研究意义。TiO₂光催化剂因其价廉,环境友好以及出色的光催化活性,在人工光合成领域展现出了巨大的潜力。然而,TiO₂材料目前也存在一些缺陷,比如光能利用率较低,不能吸收太阳光中的可见光和红外光;光生载流子不稳定,极易复合等。这些问题导致TiO₂光合成反应的产率很低,制约了其规模化应用。因此,为了提高TiO₂的光催化产率,本论文通过掺杂稀土、异结半导体、沉积贵金属等手段对TiO₂进行了改进,主要研究工作分为如下两部分:第一部分采用溶胶凝胶法制备了Er³⁺,Yb³⁺共掺杂的TiO₂纳米颗粒,并进一步通过浸渍法负载了Cu O,得到异质结催化剂Cu O/Er-Yb-TiO

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 文献综述
    1.1 TiO₂光催化技术
    1.2 TiO₂光催化剂的改性
        1.2.1 元素掺杂
        1.2.2 负载贵金属
        1.2.3 染料敏化
        1.2.4 异质结半导体
        1.2.5 TiO₂的固载
    1.3 不同形貌结构TiO₂的制备
        1.3.1 TiO₂纳米颗粒
        1.3.2 TiO₂中空微球
        1.3.3 TiO₂纳米纤维
        1.3.4 TiO₂薄膜
    1.4 TiO₂光催化还原CO₂合成甲醇
        1.4.1 光催化还原CO₂机理
        1.4.2 光催化CO₂合成甲醇的研究现状及挑战
    1.5 论文选题意义、研究内容及创新点
2 CuO/Er-Yb-TiO₂ 的制备及模拟太阳光催化CO₂ 合成甲醇
    2.1 实验试剂与仪器
    2.2 CuO/Er-Yb-TiO₂ 的制备及表征
        2.2.1 Er-Yb-TiO₂ 的制备
        2.2.2 CuO/Er-Yb-TiO₂ 的制备
        2.2.3 表征
    2.3 光催化还原CO₂实验
        2.3.1 光催化反应装置及流程
        2.3.2 产物的检测
    2.4 表征结果与讨论
        2.4.1 扫描电镜(SEM)及元素分析(ICP-OES)
        2.4.2 透射电镜(TEM)及选区电子衍射(SAED)分析
        2.4.3 X射线衍射分析(XRD)
        2.4.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.4.5 紫外可见漫反射光谱分(UV-vis)
        2.4.6 荧光光谱分析(PL)
        2.4.7 上转换发光机理分析
    2.5 催化剂的光催化活性评价
        2.5.1 模拟太阳光催化CO₂合成甲醇
        2.5.2 光催化机理分析
    2.6 小结
3 Ag@C-TiO₂@CuO的制备及模拟太阳光催化CO₂ 合成甲醇
    3.1 实验试剂与仪器
    3.2 Ag@C-TiO₂@CuO的制备及表征
        3.2.1 碳球的制备
        3.2.2 Ag@C-TiO₂@CuO的制备
        3.2.3 表征
    3.3 表征结果与讨论
        3.3.1 样品的形貌分析
        3.3.2 X射线衍射分析(XRD)
        3.3.3 X射线光电子能谱分析(XPS)
        3.3.4 紫外可见漫反射光谱分析(UV-vis)
        3.3.5 荧光光谱分析(PL)
        3.3.6 比表面及孔结构分析(BET)
    3.4 催化剂的光催化活性评价
        3.4.1 模拟太阳光催化CO₂合成甲醇
        3.4.2 光催化机理分析
    3.5 小结
4 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢



本文编号：3894196