大自然給予的化石能源——石油,天然氣的儲存量是有限的。隨著社會生產(chǎn)力的進步,其每年的消耗量是不斷的遞增的。近些年來,世界原油的漲幅確實有些波動,但就整體而言是增長了很多。在使用化石能源的同時,也產(chǎn)生了一系列的污染并造成了一定的影響。例如溫室效應,厄爾尼諾現(xiàn)象,白色污染等。世界各國政府對此也有了較高的認識,都在積極的開發(fā)新型清潔能源。氫能由于其清潔無污染,來源廣,燃燒熱值高等優(yōu)點被認為是21世紀最清潔能源。光催化已被廣泛研究用于環(huán)境修復（即污染物降解和太陽能轉(zhuǎn)化即產(chǎn)氫和減少二氧化碳）。時至今日,氫的光催化生產(chǎn)主要可通過兩種方法獲得,即通過將水直接分解為H2和O2或通過對有機物進行光重整化合物。在許多有關H2光催化生成的研究中,用作電子供體的物質(zhì),通常使用有機酸,醇,硫化物/亞硫酸鹽。但是,此方法需要使用犧牲劑才能獲得良好的氫氣生產(chǎn),這使該過程昂貴。如果反應體系中存在的有機電子供體是一種及其廉價的,整個過程可能具有很好的成本效益。葡萄糖是最常見和最便宜的碳水化合物,因為它可以直接從纖維素中獲得,而地球上纖維素含量最高且可再生。它常用于乙醇或丁醇生產(chǎn)——多種有用的生物基化學品可作為生物塑料的... 

【文章來源】： 王煦林 淮北師范大學

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

常見農(nóng)作物生物質(zhì)組成

光催化葡萄糖產(chǎn)氫及其催化產(chǎn)物的研究第一章71.5催化機理及產(chǎn)物眾所周知光催化產(chǎn)氫反應主要分為兩個部分：空穴處的氧化半反應及光生電子處的還原半反應。近些年來，部分有關產(chǎn)氫的文章，為了提高催化劑產(chǎn)氫活性，而加入一系列的空穴捕獲劑，諸如乳酸，Na2S,Na2SO3,三乙醇胺等。從而沒有充分的利用起能量。本文主要敘述了在利用光生電子產(chǎn)氫同時利用空穴處的氧化半反應來氧化多種生物質(zhì)。在提高光能的利用率的同時，生產(chǎn)出更富有經(jīng)濟價值的衍生物。以下我將分別敘述幾種常見的生物質(zhì)的可能存在的產(chǎn)氫機理圖。1.5.1纖維素圖2.纖維素被CdS/CdOx催化同時產(chǎn)氫的機理示意圖。Figure2.SchematicdiagramofthemechanismofsimultaneoushydrogenproductionbycellulosecatalyzedbyCdS/CdOx.這是一種能夠通過光照在室溫下將纖維素，半纖維素和木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為H2的半導體CdS量子點（QD）。CdS是一種廉價的可見光吸收光催化劑，其電子帶隙約為2.4eV。CdS導帶相對于標準氫電極（NHE）的電位為-0.5V，為質(zhì)子還原提供了足夠的驅(qū)動力。CdS價帶相對于NHE大約為+1.9V，足以對生物質(zhì)中的羥基等一些基團氧化。CdOx的存在是為了抑制CdS自身的

第一章光催化葡萄糖產(chǎn)氫及其催化產(chǎn)物的研究8光腐蝕。從宏觀反應的角度來說，纖維素，半纖維素和木質(zhì)素被CdS/CdOx氧化，從而產(chǎn)生甲酸，碳酸根及氧化有機物，在催化劑的導帶位置，光生電子成功的將氫質(zhì)子還原成氫氣。1.5.2糖類圖3.葡萄糖溶液催化產(chǎn)氫機理示意圖。Figure3.Schematicdiagramofthehydrogenproductionmechanismofglucosesolution.葡萄糖溶液的氧化與產(chǎn)氫過程可大致分為以下幾個步驟C6H12O6（RCH2OH）+h+→H++RCH2O①H++e→1/2H2②RCH2O+2h++H2O→RCHO+H+③H++e→1/2H2④RCHO+h+→RCHO+H+⑤H++e→1/2H2⑥RCOOH+h+→RH+CO2⑦


本文編號：2989027