面向太陽能燃料制備的納米異質結構材料的研究.pdf

1、隨著能源危機和環(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構中的比重受到越來越多的關注，而構建高效的催化反應系統和材料體系已經成為這一研究領域的中心課題。制備納米異質結構是太陽能燃料得以更加廣泛應用的必然要求和發(fā)展趨勢，這是由于納米異質結構能夠集成各個組分的優(yōu)勢，通?？梢垣@得優(yōu)于單一組分的協同性質，因而設計、制備新穎獨特的納米異質結構有望為太陽能燃料的高效制備提供一種新的思路。
　　本文采用構建納米異質結構的方法合成了

2、面向太陽能分解水產H2和催化CO2還原為CH4這兩種典型的具有重要基礎與應用研究意義的太陽能燃料制備反應的催化材料。綜合利用多種實驗手段對合成的納米異質結構催化材料和太陽能燃料制備反應過程進行了系統研究。
　　針對光催化分解水產H2的反應，本文首次報道了通過吡咯還原TiO2納米晶并原位包覆在TiO2表面構建有機-無機納米異質結構的方法，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。這一種納米異質結構不僅在紫

3、外-可見光全譜照射下比單純的TiO2產氫活性提高了6.2倍，還實現了可見光照射下的光催化產H2。
　　針對光致熱驅動CO2加氫制CH4的反應，本文采用浸漬法制備了釕擔載在超薄水滑石納米片上的納米異質結構，發(fā)展了一種利用貴金屬活性組分和催化劑載體協同作用構建復合催化材料的途徑，研究了兩種組分在催化CO2還原中發(fā)揮的不同作用，并在實驗中證實了這種納米異質結構可以顯著提高表面催化反應活性，在我們設計的流式反應器中，CO2和H2持續(xù)通入，