稀土、銅改性納米TiO2光催化還原CO2的研究.pdf

1、CO2的減排問題是目前各個國家及不同領域研究和探討的最重要議題之一,利用光催化反應還原CO2合成低碳有機物具有重要的理論及現(xiàn)實意義,但是其反應的轉化效率比較低,這也是研究人員長久以來研究的重點和努力解決的問題。本文一方面通過對’TiO2光催化劑進行材料改性,另一方面則通過對反應條件的優(yōu)化,以提高光催化還原CO2的效率,并對反應機理進行初步探討。
　　 本文采用溶膠凝膠法制備TiO2納米粉體,并選擇La、Nd、Y三種稀土元素對其進

2、行摻雜改性,并且制備出稀土與銅共摻改性,與CuO復合共改性TiO2納米粉體,進行光催化還原CO2的反應,研究摻雜的稀土元素種類和添加量,以及不同的改性方法對TiO2光催化還原性能的影響。對改性材料進行XRD、TEM、XPS表征,分析其晶相結構、形貌及組分價態(tài),并以光催化還原CO2反應產(chǎn)物甲醛的生成量來評價催化劑的活性。結果表明,改性TiO2經(jīng)500℃煅燒后主要為銳鈦礦型,晶粒粒徑較小,具有良好的光催化活性。不同稀土元素改性效果La>Nd

3、>Y,最佳的稀土元素添加量為0.1wt.％。以La為研究對象,不同的改性方法改性效果La-CuO／TiO2>La-TiO2>La／Cu-TiO2。最優(yōu)的催化劑為0.1wt.％的La-CuO／TiO2,還原產(chǎn)物甲醛的生成量為953.53μmol／g·cat.。
　　 本文進一步研究了光催化還原CO2的最佳反應條件,考察了光照時間、溶液初始pH值、通入的CO2體積流量以及空穴捕獲劑的添加量這四方面因素對CO2光催化還原反應的影響。研