光催化轉(zhuǎn)化CO₂技術由于能夠直接利用太陽能,并在常溫常壓下將CO₂還原成甲醇、乙醇等可燃物;納米管陣列,因其高度有序的管狀陣列、多孔結構以及極大的比表面積而具有優(yōu)異的光催化性能引起研究者高度關注。本文利用陽極氧化法在純鈦片基底上制備形貌可控的TiO₂納米管陣列(TNTA),光催化還原氣相CO₂,并利用氣相色譜儀定量分析產(chǎn)物產(chǎn)量,分別研究了不同的催化劑制備工藝參數(shù)、不同的CO₂體積流量、不同光源、不同光照強度等對光催化還原CO₂的產(chǎn)物產(chǎn)量的影響。同時對TNTA催化層進行改性處理,通過SEM、TEM、XRD、XPS、UV-vis等檢測方法表征催化劑的結構特征、元素組成、化學狀態(tài)以及吸收光譜等,并對其光催化轉(zhuǎn)化CO₂產(chǎn)物產(chǎn)量的影響進行深入研究。本文主要研究內(nèi)容及結果如下:(1)通過改變電解液的NH₄F濃度、外加電壓和煅燒處理溫度等工藝參數(shù)以制備不同條件下的TNTA,并以365nm紫外光為激發(fā)光源測試樣品的性能。實驗結果...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點摘要
第一章 文獻綜述
    1.1 光催化反應機理概述
        1.1.1 光催化反應機理
        1.1.2 光催化還原CO₂反應原理
    1.2 光催化劑影響因素和改性
        1.2.1 光催化劑性能的影響因素
        1.2.2 TiO₂納米管的光催化性能
        1.2.3 TiO₂納米材料改性
    1.3 光催化反應器
    1.4 本文主要研究工作
第二章 實驗部分
    2.1 實驗所用化學試劑
    2.2 實驗所用儀器設備
    2.3 TNTA的制備
        2.3.1 一維TNTA的制備
        2.3.2 改變性能參數(shù)的TNTA的制備
        2.3.3 RGO-TNTA的制備
    2.4 催化劑的表征
        2.4.1 X射線光電子能譜(XPS)
        2.4.2 紫外-可見吸收光譜(UV-vis)
        2.4.3 X射線衍射(XRD)
        2.4.4 電子掃描電鏡(SEM)
        2.4.5 透射電子顯微鏡(TEM)
    2.5 TIO₂納米管陣列載量和表面積
    2.6 光催化還原CO₂反應
        2.6.1 反應流程
        2.6.2 產(chǎn)物分析
第三章 TNTA制備工藝參數(shù)對其光催化還原CO₂性能的影響
    3.1 不同NH₄F濃度制備的TNTA的表征
        3.1.1 SEM形貌分析
        3.1.2 紫外-可見漫反射吸收光譜分析
        3.1.3 X 射線衍射分析
    3.2 外加電壓對TNTA性能的影響
        3.2.1 SEM 形貌分析
        3.2.2 紫外-可見漫反射吸收光譜分析
        3.2.3 X射線衍射分析
    3.3 煅燒溫度對TNTA性能的影響
        3.3.1 SEM形貌分析
        3.3.2 紫外-可見漫反射吸收光譜分析
        3.3.3 X射線衍射分析
    3.4 工藝參數(shù)對TNTA光催化還原CO₂的實驗結果及分析
    3.5 本章小結
第四章 石墨烯修飾TNTA光催化還原CO₂的性能研究
    4.1 RGO-TNTA的表征分析
    4.2 紫外光下RGO-TNTA光催化還原CO₂實驗結果及分析
        4.2.1 不同氧化石墨烯的濃度對性能的影響
        4.2.2 不同CO₂體積流量對性能的影響
        4.2.3 不同光照強度對性能的影響
    4.3 模擬可見光下RGO-TNTA光催化還原CO₂實驗結果及分析
        4.3.1 不同氧化石墨烯的濃度對性能的影響
        4.3.2 不同CO₂體積流量對性能的影響
        4.3.3 不同可見光照強度對性能的影響
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
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本文編號：3860488