由于人類活動的增加和能源的過度消耗,大氣中的二氧化碳濃度逐年遞增,全世界都在尋求合適的方法以應(yīng)對能源危機(jī)和環(huán)境問題。二氧化碳作為造成溫室效應(yīng)的元兇之一,將其轉(zhuǎn)化為碳基燃料不僅有利于二氧化碳的減排,而且可以在一定程度上緩解能源危機(jī)。相比于傳統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)化方式,人們通過模擬自然界植物的光合作用,提出了光電催化這一綠色環(huán)保的方式進(jìn)行CO₂轉(zhuǎn)化。光電催化還原CO₂是一種有前景的轉(zhuǎn)化途徑,催化劑的制備是其中研究的關(guān)鍵�；诠怆姶呋脑�,選擇吸光性能強(qiáng)的半導(dǎo)體材料有利于增強(qiáng)光電催化效率。本論文選用吸光性能好的Ta₃N₅半導(dǎo)體材料作為基礎(chǔ),針對其光生載流子分離效率低等缺點(diǎn),通過構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)和負(fù)載助催化劑等方法對Ta₃N₅基半導(dǎo)體進(jìn)行改性,以提高其光電催化還原二氧化碳的性能。（1）設(shè)計(jì)制備了一系列異質(zhì)結(jié)復(fù)合催化材料M-TNCN-x（M=Pd,Pt,Ru;TN=Ta₃N₅;CN=g-C₃N₄

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

世界能源消耗量（圖片來自《世界能源展望2019》）

蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文氮化鉭基異質(zhì)結(jié)材料的制備及其光電催化還原二氧化碳的研究2近每年2.3ppm。人類活動增加了大氣中二氧化碳的濃度，使自然溫室效應(yīng)更加嚴(yán)重[3,4]。自二十一世紀(jì)開始，全球氣溫紀(jì)錄已被打破五次。因此，將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為化學(xué)品不僅有利于減少二氧化碳排放，而且可以在一定程度上緩解能源問題[5-7]。圖1-2全球大氣中二氧化碳濃度。1.1.2自然界中的碳循環(huán)碳元素是所有生物體的重要組成部分。碳元素在自然界中不斷地循環(huán)交流，植物通過光合作用將大氣中的二氧化碳固定并儲藏到體內(nèi)，然后經(jīng)由生物活動或者地質(zhì)過程，一部分碳通過動植物的呼吸作用以及微生物對動植物遺體的分解作用，以二氧化碳的形式回到大氣中；另一部分碳元素主要來源于煤等化石能源，未被分解掉的動植物殘?bào)w經(jīng)長期沉積掩埋形成有機(jī)物，這些沉積物經(jīng)過漫長歲月和地質(zhì)變動過程最終轉(zhuǎn)變?yōu)榈V物燃料―煤、石油、天然氣等，當(dāng)它們作為燃料燃燒時(shí)，其中的碳仍會以二氧化碳的形式排入大氣。碳循環(huán)使碳元素在整個(gè)自然界中得以重復(fù)利用，是地球上最重要的循環(huán)之一（圖1-3）。圖1-3碳循環(huán)示意圖。

蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文氮化鉭基異質(zhì)結(jié)材料的制備及其光電催化還原二氧化碳的研究2近每年2.3ppm。人類活動增加了大氣中二氧化碳的濃度，使自然溫室效應(yīng)更加嚴(yán)重[3,4]。自二十一世紀(jì)開始，全球氣溫紀(jì)錄已被打破五次。因此，將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為化學(xué)品不僅有利于減少二氧化碳排放，而且可以在一定程度上緩解能源問題[5-7]。圖1-2全球大氣中二氧化碳濃度。1.1.2自然界中的碳循環(huán)碳元素是所有生物體的重要組成部分。碳元素在自然界中不斷地循環(huán)交流，植物通過光合作用將大氣中的二氧化碳固定并儲藏到體內(nèi)，然后經(jīng)由生物活動或者地質(zhì)過程，一部分碳通過動植物的呼吸作用以及微生物對動植物遺體的分解作用，以二氧化碳的形式回到大氣中；另一部分碳元素主要來源于煤等化石能源，未被分解掉的動植物殘?bào)w經(jīng)長期沉積掩埋形成有機(jī)物，這些沉積物經(jīng)過漫長歲月和地質(zhì)變動過程最終轉(zhuǎn)變?yōu)榈V物燃料―煤、石油、天然氣等，當(dāng)它們作為燃料燃燒時(shí)，其中的碳仍會以二氧化碳的形式排入大氣。碳循環(huán)使碳元素在整個(gè)自然界中得以重復(fù)利用，是地球上最重要的循環(huán)之一（圖1-3）。圖1-3碳循環(huán)示意圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]用于光電催化還原CO2為燃料的設(shè)計(jì)進(jìn)展（英文）[J]. 張寧,龍冉,高超,熊宇杰.  Science China Materials. 2018(06)
[2]新型磷化銅/氮化碳p-n異質(zhì)結(jié)光催化劑的太陽能產(chǎn)氫性能研究（英文）[J]. 秦知校,王朦朧,李銳,陳玉彬.  Science China Materials. 2018(06)
[3]具有優(yōu)異光電化學(xué)性能的三維p-CuO/n-ZnO異質(zhì)結(jié)光陰極材料（英文）[J]. 武芳麗,曹風(fēng)人,劉瓊,盧豪,李亮.  Science China Materials. 2016(10)



本文編號：3140449