文档介绍：天津大学
硕士学位论文
铜改性纳米TiO2催化剂光催化还原CO2性能的研究
姓名:潘润芝
申请学位级别:硕士
专业:环境科学
指导教师:谭欣
2011-12
中文摘要关键词:铜改性光催化还原谢芗.%时,主要起到金属离子掺杂作用,当铜添加量超过叭.%时,中甲酸甲酯以及甲酸的生成量来评价催化剂的光催化活性,研究不同铜添加量、反应时间、光源波长、反应体系有机溶剂对/,通过、仁侄味圆煌砑恿緾疶呋两斜碚鳎治銎渚嘟峁埂⑿蚊沧成以及组分价态,表征结果显示:的掺杂不仅使的平均粒径减小,而且有效抑制了晶相的转变,使催化剂保持单一的锐钛矿相结构;当铜添加量小于形成了甌春习氲继澹掖呋帘砻娴耐胱右訡和存在。在甲醇、乙腈、异丙醇等有机溶剂中进行光催化还原从Γ⒁蕴逑反应的影响,通过优化反应条件,提高改性光催化还原男省=峁表明,.%/催化剂在甲醇溶液中ǔぬ跫鹿庹从Σ物甲酸甲酯生成量最大,达到.%/催化活性也较好;体系有机溶剂的极性对:还原效率的影响较大,随着有机溶剂极性的增加,体系中甲酸的生成量大小顺序为甲醇译异丙醇。此外,对/催化剂光催化还原姆从斫辛颂教帧/
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第一章文献综述弟一早义陬琢迎前言使得空气质量下降、大气成分组分改变,由此带来的大气污染以及温室效应,对见的温室气体包括水蒸气、二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和卤代烃等。的濉>葑ḿ彝臣疲辏珻的排放总量从亿吨增加到环境污染和能源短缺,己成为当今世界面临的主要危机。随着人们环保意识增强,节能、环保、可持续发展已成为社会发展的需要和最终目标。世界经济不断发展,人口不断增加,科学技术的突飞猛进,以及城市化、全球化的广泛开展,这一切都推动着巨额能源消费。与此同时,人类毫无节制的向大气排放各种废气,地球生态环境产生了深远的负面影响。据统计【,在过去的曛校蚱骄地面气温己增加.℃,.年,全球平均气温升高了妫灰怨鄄到的积雪和海冰面积减少也与气候变暖趋势一致,年以来的卫星资料显示,北极年平均海冰面积以每十年%的速率退缩,夏季的退缩率达每十年减少%;海平面也随着气候变暖不断上升,自年以来,全球平均海平面上升的平均速率为每年甋,而从年以来增加到,一些岛国和沿海地区不断被海水蚕食。此外,气候的改变还威胁着地球上丰富多彩的生态系统。⒋笃愫吞粝嗷プ饔枚生的。地球表面的大气由于对地表的长波辐射吸收力较强,所以大气层如同覆盖玻璃的温室一样,可以透过太阳短波辐射,吸收热能,并阻挡了地球表面向宇宙空间的长波辐射,让更多红外辐射被折返回地面,引起地球不断变暖的现象。常府间气候变化专业委员会谒拇纹拦辣ǜ嫒衔#兰椭幸吨两嗄旯测到的全球变暖现象,有%的可能是由于人类活动排放温室气体形成的增温效应导致,和氧化亚氮等温室气体的浓度远高于过去的年的自然变化范围。温室气体排放已经成为全球关注的焦点和研究的热点【俊从温室气体构成来看,目前使地球变暖的主要原因之一是矿物燃料燃烧产生亿吨,增加了大约%,在年已占到人为温室气体排放总量的%,近年全球大气中纳仙揭C飨愿哂诮甑哪昃剑头诺腃对全球气候变暖起到的作用,在大气中含量最高,因此晌N率移逑骷跤控制的重点,姆掷搿⑹占⒋怼⒋χ眉际醭晌F湎骷跤肟刂频墓丶利用魑P碌奶荚矗渥;F渌屑壑档挠谢铮唤鑫狢
,开辟了一条极为重要的非石油原料化学工业路线,而且在减轻全球温室效应方面也具有重要的生态与社会意义。目前人类研究出多种物理、化学方法来实现幕乖;ê妥匀唤绲纳锓ㄏ啾染要高温高压等极限条件,而利用光催化将1湮S谢镏剩笴作为一种潜在的碳资源,应用领域得到广泛的开发。年虷等】首次报道了在光照条件下,桶氲继錞电极可将水分解为氢气和氧气,至此,开始了多相光催化研究的新纪元。近年来,多相光催化在分解有机和无机污染物、环境治理等方面取得了较大的进展。光催化原理以半导体能带理论为基础【浚喊氲继宓哪艽遣涣模沙渎电子的低能价带,涂盏母吣艿即构成。价带中最高能级与导带中最低能级之间的能量差称为禁带宽度。5用波长小于或等于半导体禁带激发波长墓庹丈涫保氲继寮鄞系牡缱颖激发跃迁至导带,产生光生电子’痹诩鄞狭粝鹿馍昭纬电子空穴对。第一章文献综述图獯呋从,
.獯呋际醯挠τ无机物质。掣首次报道了,.四甲基环四氧硅烷通过金红石型光光吸收阈值。半导体的光催化机理如图所示。当用波长小导带电势高于电子受体电势时,才可以使还原反应发生,当半导体价带电势低于和太阳能开发利用等方面具有很大的发展前景,具有能耗低、操作简便、反应条因其催化性能高、化学稳定性好、无毒无污染且成本低等优点成为目前最具应用前景的半导体光催化剂之一