TiO2納米管陣列用于光催化還原CO2及聚光反應(yīng)研究.pdf

1、光催化技術(shù)能夠?qū)O2轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔?，為解決日益突出的能源短缺和環(huán)境污染問題提出了有效的途徑。光催化反應(yīng)中涉及的光能和材料兩個(gè)重要因素是近年來研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　本文以陽極氧化法為基礎(chǔ)，制備了通孔型TiO2納米管陣列薄膜并對其進(jìn)行金屬改性，考察其光催化還原CO2性能;建立了聚光太陽能反應(yīng)器系統(tǒng)，考察粉末TiO2和Pt/TiO2催化劑以及ZnO等半導(dǎo)體光催化劑在聚光反應(yīng)器內(nèi)的光催化還原CO2性能。得到如下結(jié)論:
　　(1

2、)陽極氧化法制備的TiO2納米管陣列具有高度有序規(guī)整的結(jié)構(gòu)，經(jīng)400℃焙燒后表現(xiàn)為良好的銳鈦礦晶型;XRD、TEM表征結(jié)果顯示金屬粒子成功地負(fù)載到了TiO2納米管表面且沒有對納米管結(jié)構(gòu)造成損壞。
　　(2)在TiO2納米管表面負(fù)載金屬能夠提高其光催化還原CO2性能，主要表現(xiàn)在加快反應(yīng)速率或延長反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間等，其中，單金屬負(fù)載型催化劑中屬Pt/TNTAs性能良好，雙金屬負(fù)載型催化劑中Pt組合二元負(fù)載催化劑Pt-Cu/TNTAs

3、、Pt-Ag/TNTAs、Pt-Pd/TNTAs活性突出，反應(yīng)7h的CH4產(chǎn)量分別是單純TiO2納米管的8.7，10.7，13.6倍。
　　(3)通過聚光增大光強(qiáng)有助于提高光催化轉(zhuǎn)化CO2效率。TiO2和Pt/TiO2在非聚光條件下CH4量子效率(％)分別為2.21，3.16;在最佳聚光條件下其量子效率(％)分別增至8.85和10.03。
　　(4) TiO2、α-Fe2O3、WO3、ZnO、SnO2五種半導(dǎo)體催化劑在聚光比