光催化材料体系中的电荷极化调控

发布时间：2024-03-31 00:53

　　众所周知,随着现代工业的迅速发展,煤炭,石油,天然气等传统能源面临着枯竭的危险,同时,这些传统能源的大规模利用也给环境带来了巨大的污染,比如温室效应,酸雨,雾霾等的出现。而解决能源和环境问题也成为我国的重大需求。这些都迫切的需要我们发展并充分利用可再生能源,这包括对潮汐能,风能,地热能,太阳能等的利用。而在这些可再生能源中,太阳能由于其地域广泛性和能源丰富性被认为是最有前景的能源。那么,我们如何更加高效的,充分的利用太阳能成为目前最为热门的科学研究方向之一。幸运的是,在上世纪七十年代,日本科学家Fujishima以及合作者Honda在Ti02电极上发现了光催化水解离的现象。也由此开启了人类对太阳能的转化和利用的新篇章。光催化技术可以利用太阳能将大自然中的水,或者引起温室效应的二氧化碳,经过催化剂表面的氧化还原反应转化成氢气或者甲烷等能量载体。该技术不仅利用太阳能作为动力驱动催化反应发生,同时,将太阳能转化成氢气等以化学能形式储存。还有更重要的一点,氢气是清洁能源载体,其被利用后的产物是水,又可以经过太阳能转化成氢气,以此循环利用。而CO2的转化更是变废为宝的过程,不仅消除了污染环境的元...

【文章页数】：115 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１世界主要的能源供应分布图??

?第１章绪论第１章绪论??１．１引言??众所周知，当今世界的能源主要依赖于石油，煤，天然气等不可再源，然而世界能源统计表明石油可再供人类生产３５年，储存较为丰富然气和煤也不过能继续供应百余年。显然，能源的紧缺已经是一个非常的问题［１］。同时，还有一个不容我们忽视的问题，就是环境问....

图１－２光催化原理的示意图｜Ｍ１??

图１－３绿色植物光合作用和人工光合作用（光催化分解水）??－

?ＡＧ０＝２３７ｋＪ／ｍｏｌ??图１－３绿色植物光合作用和人工光合作用（光催化分解水）??太阳光被利用到水解反应中，需要分成以下三个阶段（如下图１－４所示）：??（１）催化剂的光激发产生电子－空穴对，就是太阳光被催化剂吸收，这需要??光能不小于半导体催化剂的带隙能量，其中，半导体....

图１－４光催化裂解水的反应过程１６３１??

ｏ２??＋??图１－５半导体催化剂解离水的反应机理图［６４ｊ??４??

本文编号：3943198