能源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化是當今人類社會亟待解決的兩大難題。通過人工模擬光合作用將CO₂還原成低碳燃料資源(如CH₃OH),不僅能促進CO₂的資源化利用,還能緩解能源危機問題,具有重要的研究意義。TiO₂光催化劑因其價廉,環(huán)境友好以及出色的光催化活性,在人工光合成領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力。然而,TiO₂材料目前也存在一些缺陷,比如光能利用率較低,不能吸收太陽光中的可見光和紅外光;光生載流子不穩(wěn)定,極易復合等。這些問題導致TiO₂光合成反應的產(chǎn)率很低,制約了其規(guī)模化應用。因此,為了提高TiO₂的光催化產(chǎn)率,本論文通過摻雜稀土、異結(jié)半導體、沉積貴金屬等手段對TiO₂進行了改進,主要研究工作分為如下兩部分:第一部分采用溶膠凝膠法制備了Er³⁺,Yb³⁺共摻雜的TiO₂納米顆粒,并進一步通過浸漬法負載了Cu O,得到異質(zhì)結(jié)催化劑Cu O/Er-Yb-TiO

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 文獻綜述
    1.1 TiO₂光催化技術(shù)
    1.2 TiO₂光催化劑的改性
        1.2.1 元素摻雜
        1.2.2 負載貴金屬
        1.2.3 染料敏化
        1.2.4 異質(zhì)結(jié)半導體
        1.2.5 TiO₂的固載
    1.3 不同形貌結(jié)構(gòu)TiO₂的制備
        1.3.1 TiO₂納米顆粒
        1.3.2 TiO₂中空微球
        1.3.3 TiO₂納米纖維
        1.3.4 TiO₂薄膜
    1.4 TiO₂光催化還原CO₂合成甲醇
        1.4.1 光催化還原CO₂機理
        1.4.2 光催化CO₂合成甲醇的研究現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)
    1.5 論文選題意義、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
2 CuO/Er-Yb-TiO₂ 的制備及模擬太陽光催化CO₂ 合成甲醇
    2.1 實驗試劑與儀器
    2.2 CuO/Er-Yb-TiO₂ 的制備及表征
        2.2.1 Er-Yb-TiO₂ 的制備
        2.2.2 CuO/Er-Yb-TiO₂ 的制備
        2.2.3 表征
    2.3 光催化還原CO₂實驗
        2.3.1 光催化反應裝置及流程
        2.3.2 產(chǎn)物的檢測
    2.4 表征結(jié)果與討論
        2.4.1 掃描電鏡(SEM)及元素分析(ICP-OES)
        2.4.2 透射電鏡(TEM)及選區(qū)電子衍射(SAED)分析
        2.4.3 X射線衍射分析(XRD)
        2.4.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.4.5 紫外可見漫反射光譜分(UV-vis)
        2.4.6 熒光光譜分析(PL)
        2.4.7 上轉(zhuǎn)換發(fā)光機理分析
    2.5 催化劑的光催化活性評價
        2.5.1 模擬太陽光催化CO₂合成甲醇
        2.5.2 光催化機理分析
    2.6 小結(jié)
3 Ag@C-TiO₂@CuO的制備及模擬太陽光催化CO₂ 合成甲醇
    3.1 實驗試劑與儀器
    3.2 Ag@C-TiO₂@CuO的制備及表征
        3.2.1 碳球的制備
        3.2.2 Ag@C-TiO₂@CuO的制備
        3.2.3 表征
    3.3 表征結(jié)果與討論
        3.3.1 樣品的形貌分析
        3.3.2 X射線衍射分析(XRD)
        3.3.3 X射線光電子能譜分析(XPS)
        3.3.4 紫外可見漫反射光譜分析(UV-vis)
        3.3.5 熒光光譜分析(PL)
        3.3.6 比表面及孔結(jié)構(gòu)分析(BET)
    3.4 催化劑的光催化活性評價
        3.4.1 模擬太陽光催化CO₂合成甲醇
        3.4.2 光催化機理分析
    3.5 小結(jié)
4 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3894196