TiO2納米管陣列用于光催化還原CO2及聚光反應研究.pdf

1、光催化技術能夠將CO2轉化為碳氫化合物，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。光催化反應中涉及的光能和材料兩個重要因素是近年來研究者關注的熱點。
　　本文以陽極氧化法為基礎，制備了通孔型TiO2納米管陣列薄膜并對其進行金屬改性，考察其光催化還原CO2性能;建立了聚光太陽能反應器系統(tǒng)，考察粉末TiO2和Pt/TiO2催化劑以及ZnO等半導體光催化劑在聚光反應器內的光催化還原CO2性能。得到如下結論:
　　(1

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

3、、Pt-Ag/TNTAs、Pt-Pd/TNTAs活性突出，反應7h的CH4產量分別是單純TiO2納米管的8.7，10.7，13.6倍。
　　(3)通過聚光增大光強有助于提高光催化轉化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、SnO2五種半導體催化劑在聚光比