面向太陽能燃料制備的納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的日益突顯，開發(fā)太陽能燃料以減少化石能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重受到越來越多的關(guān)注，而構(gòu)建高效的催化反應(yīng)系統(tǒng)和材料體系已經(jīng)成為這一研究領(lǐng)域的中心課題。制備納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)是太陽能燃料得以更加廣泛應(yīng)用的必然要求和發(fā)展趨勢，這是由于納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)能夠集成各個(gè)組分的優(yōu)勢，通?？梢垣@得優(yōu)于單一組分的協(xié)同性質(zhì)，因而設(shè)計(jì)、制備新穎獨(dú)特的納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)有望為太陽能燃料的高效制備提供一種新的思路。
　　本文采用構(gòu)建納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法合成了

2、面向太陽能分解水產(chǎn)H2和催化CO2還原為CH4這兩種典型的具有重要基礎(chǔ)與應(yīng)用研究意義的太陽能燃料制備反應(yīng)的催化材料。綜合利用多種實(shí)驗(yàn)手段對(duì)合成的納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化材料和太陽能燃料制備反應(yīng)過程進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　針對(duì)光催化分解水產(chǎn)H2的反應(yīng)，本文首次報(bào)道了通過吡咯還原TiO2納米晶并原位包覆在TiO2表面構(gòu)建有機(jī)-無機(jī)納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法，這為發(fā)展TiO2光催化材料的改性方法以獲得優(yōu)異催化性能開辟了新的途徑。這一種納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)不僅在紫

3、外-可見光全譜照射下比單純的TiO2產(chǎn)氫活性提高了6.2倍，還實(shí)現(xiàn)了可見光照射下的光催化產(chǎn)H2。
　　針對(duì)光致熱驅(qū)動(dòng)CO2加氫制CH4的反應(yīng)，本文采用浸漬法制備了釕擔(dān)載在超薄水滑石納米片上的納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)，發(fā)展了一種利用貴金屬活性組分和催化劑載體協(xié)同作用構(gòu)建復(fù)合催化材料的途徑，研究了兩種組分在催化CO2還原中發(fā)揮的不同作用，并在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了這種納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以顯著提高表面催化反應(yīng)活性，在我們?cè)O(shè)計(jì)的流式反應(yīng)器中，CO2和H2持續(xù)通入，