光催化乙醇和二氧化碳合成碳酸二乙酯的研究.pdf

1、二氧化碳和乙醇直接合成碳酸二乙酯在CO2資源利用及烴類氧化物合成方面具有重要的理論意義和應用價值。本文將氣-固多相光催化反應技術(shù)應用于這一反應體系，設計和制備了負載型金屬修飾的復合半導體材料，并對的表面組成、能帶結(jié)構(gòu)、吸光性能、化學吸附性能和光催化反應性能進行了研究。 ⑴.以SiO2為載體采用分步浸漬-表面化學改性方法制備了Cu/ZrO2-V2O5/SiO2、Cu/ZrO2-TiO2/SiO2和Cu/V2O5-TiO2/SiO2

2、。BET、XRD、IR、TPR、Raman和UV-visDRS等實驗結(jié)果表明：這些材料的比表面積在200m2/g以上；ZrO2、V2O5和TiO2均以納米晶形式存在于材料的表面，金屬Cu高度分散在復合氧化物表面上；V2O5和TiO2均可與載體SiO2作用形成了V(Ti)-O-Si表面化學鍵；ZrO2-V2O5/SiO2中沒有出現(xiàn)ZrO2晶相，而是以ZrV2O7和V2O5微晶共存；ZrO2-TiO2/SiO2中ZrO2和TiO2兩種氧化物

3、發(fā)生了鍵聯(lián)，形成了Zr-O-Ti鍵；V2O5-TiO2/SiO2中兩種金屬氧化物間部分形成了TiVO4。根據(jù)實驗結(jié)果，總結(jié)出復合材料的結(jié)構(gòu)特點和化學構(gòu)造的模型。 ⑵.UV-vis DRS實驗及利用K-M函數(shù)對材料能隙Eg估值結(jié)果說明：負載型復合氧化物半導體材料中，由于基元半導體組分微晶化而導致其Eg值增大；基元組分間的復合作用引起其吸光強度增加；金屬Cu的引入擴展了整體催化材料的吸光區(qū)域。根據(jù)實驗測得的能帶結(jié)構(gòu)，探討了材料對光生

4、載流子的分離性能和與之相關(guān)的催化氧化還原反應能力。 ⑶.TPD實驗測得的光催化材料化學吸附結(jié)果表明：CO2在復合氧化物表面主要形成碳酸鹽式吸附態(tài)，而負載金屬Cu后可以在Cu和表面Lewis酸位的共同作用下形成高活性的臥式吸附態(tài)，使C=O雙鍵在低溫下即可得到活化；C2H5OH在復合氧化物表面形成分子和解離吸附態(tài)，負載金屬Cu后材料表面的C2H5OH分子吸附態(tài)減少，C2H5OH的解離吸附態(tài)顯著增加。 ⑷.光催化反應性能評價結(jié)