光催化還原二氧化碳(CO₂)是一種利用具有合適帶隙的半導(dǎo)體材料吸收太陽(yáng)光輻射,產(chǎn)生具有高度還原能力的電子,將CO₂轉(zhuǎn)化為CH₄、CH₃OH和CO等具有高附加值的含碳產(chǎn)物的催化過(guò)程,為解決溫室氣體排放和能源危機(jī)提供了嶄新的途徑。將空位引入半導(dǎo)體催化劑的晶格中能夠改變其電子結(jié)構(gòu)和帶隙,產(chǎn)生缺陷能級(jí),拓寬材料的光譜響應(yīng)范圍,增加反應(yīng)活性位點(diǎn),提升光催化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化效率。深入研究空位缺陷在半導(dǎo)體催化中的作用和機(jī)理具有重要意義。本論文研究以半導(dǎo)體光催化劑中的空位缺陷為研究對(duì)象,構(gòu)筑具有不同空位缺陷結(jié)構(gòu)的納米半導(dǎo)體光催化劑,探究其CO₂光催化還原性能。(1)氧空位是Ce O₂中的固有缺陷,通過(guò)對(duì)Ce O₂進(jìn)行Bi元素重度摻雜,增強(qiáng)了材料可見(jiàn)光吸收,引入大量缺陷和反應(yīng)活性位點(diǎn),顯著提升催化反應(yīng)效率。其中,Ce_0.6Bi_0.4O_2-δ表現(xiàn)出最好的CO₂光催化還原性能...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 CO₂還原的基本原理
    1.3 光催化還原CO₂材料研究進(jìn)展
        1.3.1 雜原子摻雜
        1.3.2 納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        1.3.3 異質(zhì)結(jié)
        1.3.4 光熱效應(yīng)和等離子共振驅(qū)動(dòng)的CO₂還原
    1.4 催化劑中的空位缺陷調(diào)控
        1.4.1 氧空位
            1.4.1.1 二氧化鈦
            1.4.1.2 鉍系光催化劑
            1.4.1.3 其他材料中的氧空位
        1.4.2 陽(yáng)離子空位
        1.4.3 其他類型的空位缺陷
    1.5 原位動(dòng)態(tài)表征方法的發(fā)展
        1.5.1 原位紅外
        1.5.2 X射線吸收光譜法
        1.5.3 拉曼光譜
        1.5.4 X射線光電子能譜(XPS)
    1.6 本論文選題思路和研究?jī)?nèi)容
第2章 鉍摻雜氧化鈰引入氧空位及其CO₂還原性能
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 原料與試劑
        2.2.2 樣品制備
        2.2.3 材料表征方法
        2.2.4 光催化還原CO₂測(cè)試方法
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 光催化還原CO₂性能的提升
        2.3.2 樣品組成與結(jié)構(gòu)以及氧空位的引入
        2.3.3 能帶結(jié)構(gòu)的改變以及光電響應(yīng)的增強(qiáng)
        2.3.4 CO₂吸附與活化能力的增強(qiáng)
        2.3.5 光催化還原CO₂反應(yīng)機(jī)制
    2.4 本章小結(jié)
第3章 MOF衍生的富含氧空位的In₂O_3-x納米棒及其CO₂還原性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 原料與試劑
        3.2.2 樣品制備
        3.2.3 材料表征方法
        3.2.4 光催化還原CO₂測(cè)試方法
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 光催化還原CO₂性能的提升
        3.3.2 樣品組成、結(jié)構(gòu)以及氧空位的引入
        3.3.3 CO₂吸附與活化能力的增強(qiáng)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 含空位缺陷類石墨相氮化碳負(fù)載Co的光催化劑及其CO₂還原性能
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 原料與試劑
        4.2.2 樣品制備
        4.2.3 材料表征方法
        4.2.4 光催化還原CO₂測(cè)試方法
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 光催化還原CO₂性能的提升
        4.3.2 樣品組成、結(jié)構(gòu)及光電性能
        4.3.3 CO₂的吸附與活化
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3999188