LDH基纳米复合材料的构筑及其光催化还原CO 2 的性能研究
发布时间：2024-06-07 01:21
全球温室效应的不断加剧,是人类向自然过度排放CO2的结果。其中化石燃料的燃烧和绿色植被被破坏是引发温室效应的主要原因,由此引发空气中CO2含量迅速增加,并导致极地冰川融化、海平面上升等问题,对全球生态系统造成极大破坏。在减少化石燃料燃烧、多植树造林的同时开发利用新能源减排CO2成为全球关注的焦点。太阳辐射作为地球表面巨大的能量来源,每年到达地表的能量相当于130万亿吨煤燃烧产生的热量,其总量属世界上现在可开发的最大能源,且清洁无污染,取之不尽成为能量的重要来源之一。除此之外,以天然植物光合作用为基础,将CO2转化为可用资源物质,从而衍生出的人工光合作用成为人们研究的重点。本文以LDH基纳米复合材料为基础,通过对材料的改性,提升其对光催化还原CO2性能的研究。本文研究工作主要包括以下两个方面:1.以水热共沉淀法合成NiFe-LDH光催化材料,并探究其与g-C3N4复合产物的光催化还原CO2实验性能。首先合成不同元素比例的NiFe-LDH,通过吸光强度及范围、电化学阻抗值以及CO2的光催化活性实验等数据对NiFe最佳元素比例进行初步确定。实验结果显示5:1-NiFe-LDH载流子转移能力最...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 绿色催化还原CO2方法
1.2.1 光催化CO2还原
1.2.2 电催化CO2还原
1.2.3 光热催化CO2还原
1.3 多相光催化还原CO2效率提升研究
1.3.1 CO2的吸附和活化
1.3.1.1 表面氧空位
1.3.1.2 介孔结构化
1.3.2 光吸收
1.3.2.1 离子掺杂
1.3.2.2 表面光敏化
1.3.3 光生载流子分离与转移能力的增强
1.3.3.1 贵金属助催化剂
1.3.3.2 半导体异质结
1.4 光催化剂种类概述
1.4.1 金属硫化物
1.4.2 金属氧化物
1.4.3 铋卤氧化物
1.4.4 非金属催化剂
1.4.5 LDH基二维层状复合氢氧化物
1.4.5.1 LDH基纳米结构的合成方法
1.4.5.2 LDH基纳米材料的性质
1.5 本文研究思路
第二章 2D/2D层状复合材料NiFe-LDH/g-C3N4光催化还原CO2
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验仪器
2.2.3 测试仪器分析
2.2.4 材料合成方法
2.2.5 催化剂活性探究
2.3 实验数据与结果分析
2.3.1 NiFe-LDH纳米片光催化还原CO2
2.3.1.1 晶体结构
2.3.1.2 光吸收
2.3.1.3 电化学分析
2.3.1.4 光催化还原CO2活性分析
2.3.1.5 g-C3N4材料的引入
2.3.2 2D/2D复合催化剂NiFe-LDH/g-C3N4光催化还原CO2
2.3.2.1 表面形貌及结构分析
2.3.2.2 光吸收
2.3.2.3 电化学分析
2.3.2.4 光催化还原CO2活性分析
2.3.2.5 光催化机理
2.4 本章小结
第三章 NiMn-LDH及其热解产物光催化还原CO2
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器
3.2.3 材料合成方法
3.3 实验数据与结果分析
3.3.1 NiMn-LDH光催化还原CO2
3.3.1.1 晶体结构
3.3.1.2 光吸收
3.3.1.3 电化学分析
3.3.1.4 光催化还原CO2活性分析
3.3.2 NiMn-MMO光催化还原CO2
3.3.2.1 晶体结构
3.3.2.2 光吸收
3.3.2.3 电化学分析
3.3.2.4 光催化还原CO2活性分析
3.4 本章小结
第四章 结论
第五章 尚需进一步研究的问题
创新点
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
本文编号：3990568
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 绿色催化还原CO2方法
1.2.1 光催化CO2还原
1.2.2 电催化CO2还原
1.2.3 光热催化CO2还原
1.3 多相光催化还原CO2效率提升研究
1.3.1 CO2的吸附和活化
1.3.1.1 表面氧空位
1.3.1.2 介孔结构化
1.3.2 光吸收
1.3.2.1 离子掺杂
1.3.2.2 表面光敏化
1.3.3 光生载流子分离与转移能力的增强
1.3.3.1 贵金属助催化剂
1.3.3.2 半导体异质结
1.4 光催化剂种类概述
1.4.1 金属硫化物
1.4.2 金属氧化物
1.4.3 铋卤氧化物
1.4.4 非金属催化剂
1.4.5 LDH基二维层状复合氢氧化物
1.4.5.1 LDH基纳米结构的合成方法
1.4.5.2 LDH基纳米材料的性质
1.5 本文研究思路
第二章 2D/2D层状复合材料NiFe-LDH/g-C3N4光催化还原CO2
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验仪器
2.2.3 测试仪器分析
2.2.4 材料合成方法
2.2.5 催化剂活性探究
2.3 实验数据与结果分析
2.3.1 NiFe-LDH纳米片光催化还原CO2
2.3.1.2 光吸收
2.3.1.3 电化学分析
2.3.1.4 光催化还原CO2活性分析
2.3.1.5 g-C3N4材料的引入
2.3.2 2D/2D复合催化剂NiFe-LDH/g-C3N4光催化还原CO2
2.3.2.2 光吸收
2.3.2.3 电化学分析
2.3.2.4 光催化还原CO2活性分析
2.3.2.5 光催化机理
2.4 本章小结
第三章 NiMn-LDH及其热解产物光催化还原CO2
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器
3.2.3 材料合成方法
3.3 实验数据与结果分析
3.3.1 NiMn-LDH光催化还原CO2
3.3.1.2 光吸收
3.3.1.3 电化学分析
3.3.1.4 光催化还原CO2活性分析
3.3.2 NiMn-MMO光催化还原CO2
3.3.2.2 光吸收
3.3.2.3 电化学分析
3.3.2.4 光催化还原CO2活性分析
3.4 本章小结
第四章 结论
第五章 尚需进一步研究的问题
创新点
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
本文编号：3990568
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3990568.html
