基于空位缺陷構(gòu)筑的CO 2 還原光催化劑與性能研究
發(fā)布時(shí)間：2024-07-01 21:10
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,通過對(duì)Ce O2進(jìn)行Bi元素重度摻雜,增強(qiáng)了材料可見光吸收,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,Ce0.6Bi0.4O2-δ表現(xiàn)出最好的CO2光催化還原性能...
【文章頁數(shù)】：74 頁
【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內(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In2O3-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
【文章頁數(shù)】：74 頁
【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內(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In2O3-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
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