近幾十年來,人類社會的繁榮發(fā)展,需要燃燒大量化石燃料提供能源,從而帶來了諸多環(huán)境問題和能源短缺問題:污染問題和CO₂氣體排放帶來的溫室效應(yīng)等。其中溫室氣體中CO₂的大量排放關(guān)系到人類社會的可持續(xù)發(fā)展,所以針對CO₂資源轉(zhuǎn)化利用成為了當(dāng)今研究的熱點問題。尤其值得關(guān)注的是,CO₂與CH₄重整生成具有高附加價值的有機(jī)衍生物,如醇、烷烴和烯烴等高附加值化學(xué)品,是催化、化學(xué)及化工領(lǐng)域的熱點和難點課題之一。然而,CO₂和CH₄的化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定,C-H鍵和C=O鍵活化比較困難,能耗較高,因此針對該反應(yīng)的綠色溫和的光催化技術(shù)的研究具有極其顯著的意義。本文從異相催化反應(yīng)吸附活化角度出發(fā),以氮化碳為載體,構(gòu)造有序孔,提出通過堿金屬摻雜提高CO₂的吸附活化量,為光電子的分離和傳輸提供有效的通道,實現(xiàn)光催化還原CO₂效率的提升。其次,考慮CH₄的C-H鍵吸附活化,結(jié)合C-H鍵在貴金屬表面的吸...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1CO₂和CH₄反應(yīng)研究現(xiàn)狀
        1.1.1 CO₂及其資源化利用背景
        1.1.2 CH₄及其資源化利用背景
        1.1.3 CO₂和CH₄催化轉(zhuǎn)化研究現(xiàn)狀
    1.2 光催化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用
        1.2.1 光催化降解污染物
        1.2.2 光解水制H2

        1.2.3 光催化還原CO₂

    1.3 石墨相氮化碳的研究進(jìn)展
        1.3.1 石墨相氮化碳的結(jié)構(gòu)
        1.3.2 氮化碳的合成方法
        1.3.3 石墨相氮化碳的改性
    1.4 CO₂和CH₄重整反應(yīng)中金屬的作用
    1.5 課題研究意義及內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 La/g-C₃N₄光催化劑的制備及其材料表征
    2.1 實驗藥品和儀器
        2.1.1 實驗藥品及規(guī)格
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 催化劑制備
        2.2.1 g-C₃N₄催化劑制備
        2.2.2 La摻雜g-C₃N₄催化劑制備
        2.2.3 堿金屬Li、Na、K摻雜g-C₃N₄催化劑制備
        2.2.4 La₂(CO₃)₃催化劑制備
    2.3 催化劑表征與測試
        2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 傅立葉紅外光譜分析(FT-IR)
        2.3.3 X射線光電子能譜(XPS)以及價帶譜(VBXPS)
        2.3.4 N₂吸附-脫附測試和TEM透射電鏡
        2.3.5 紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis DRS)
        2.3.6 熒光光譜
        2.3.7 掃描電鏡和透射電鏡
        2.3.8 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP)
        2.3.9 光催化CO₂和CH₄測試
        2.3.10 理論計算
    2.4 催化劑表征結(jié)果與討論
        2.4.1 催化劑的理化結(jié)構(gòu)表征
        2.4.2 催化劑的光學(xué)特性
        2.4.3 催化劑的形貌和孔結(jié)構(gòu)
    2.5 光催化CO₂和CH₄測試結(jié)果與討論
        2.5.1 光催化反應(yīng)結(jié)果
        2.5.2 光催化反應(yīng)機(jī)理
    2.6 本章小結(jié)
第三章 Ru/LGCN催化劑的制備及其性能研究
    3.1 實驗藥品和儀器
        3.1.1 實驗藥品及規(guī)格
        3.1.2 實驗儀器
    3.2 實驗方法
        3.2.1 貴金屬負(fù)載光催化材料的制備
        3.2.2 非貴金屬負(fù)載光催化材料的制備
        3.2.3 光催化CO₂和CH₄測試
    3.3 催化劑表征
        3.3.1 二氧化碳和甲烷程序升溫脫附(CO₂-TPD和 CH₄-TPD)
        3.3.2 原位漫反射傅里葉變換紅外光譜(In-suit FTIR)
        3.3.3 瞬態(tài)熒光
        3.3.4 其他表征
    3.4 催化劑表征結(jié)果與討論
        3.4.1 形貌和孔結(jié)構(gòu)
        3.4.2 X射線衍(XRD)
        3.4.3 紫外可見吸收光譜(UV-Vis)
        3.4.4 瞬態(tài)熒光光譜(tr-PL)
        3.4.5 X射線光電能譜(XPS)
        3.4.6 二氧化碳和甲烷程序升溫脫附(CO₂-TPD&CH₄-TPD)
        3.4.7 原位漫反射傅里葉變換紅外光譜(in-suit FTIR)
    3.5 光催化CO₂和CH₄測試結(jié)果與討論
        3.5.1 光催化反應(yīng)結(jié)果
        3.5.2 光催化反應(yīng)機(jī)理
    3.6 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介



本文編號：3997512

suoshi