2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、對(duì)光催化劑而言,將金屬助催化劑與半導(dǎo)體的復(fù)合是一個(gè)有效的方法來(lái)提高光催化劑將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的效率。一方面,金屬助催化劑可以抽取半導(dǎo)體的電子,有效阻止電子-空穴的分離,另一方面,金屬助催化劑作為反應(yīng)的高活性位點(diǎn),促進(jìn)催化劑表面還原反應(yīng)的進(jìn)行。本文主要是通過(guò)對(duì)金屬助催化劑的表面與界面進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)提高光催化劑在光解水產(chǎn)氫和光催化還原二氧化碳(CO2)兩方面的光催化效率。我們通過(guò)在半導(dǎo)體與金屬催化劑的表面與界面設(shè)計(jì)中選擇適合的二維金屬納米片作

2、為助催化劑,通過(guò)高的表面面積和界面面積實(shí)現(xiàn)高的光催化性能。通過(guò)用金屬氫化物作為理想的助催化劑,實(shí)現(xiàn)了將CO2還原成碳?xì)浠衔锏母咝阅芄獯呋瘎?。通過(guò)對(duì)金屬助催化劑的晶界(GB)進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)提高光催化還原二氧化碳的性能。所研究的具體內(nèi)容如下:
  1、通過(guò)以超薄的鈀(Pd)納米片作為助催化劑和等離子體激元,與二氧化鈦(TiO2)半導(dǎo)體納米片復(fù)合,分別用于紫外光和可見(jiàn)-近紅外光譜范圍的光催化產(chǎn)氫。因其獨(dú)特的二維材料(2D)納米結(jié)構(gòu),Pd納

3、米片作為助催化劑,能使TiO2-Pd復(fù)合光催化劑擁有大的界面面積,有利于電子傳輸,以及Pd納米片大的暴露面積有利于還原反應(yīng)的進(jìn)行;同時(shí)等離子體Pd納米片能拓寬光的響應(yīng)范圍,提供了強(qiáng)的可見(jiàn)-近紅外光吸收用于熱電子的產(chǎn)生,以及大的界面面積有利于熱電子的反向注入。因此,在兩種光照下,與三維的Pd納米四面體相比,Pd納米片能提高光催化的活性。
  2、通過(guò)對(duì)鈀(Pd)助催化劑進(jìn)行氫化處理,使其變成β-相鈀氫化物(PdH0.43),這樣可以

4、大大的促進(jìn)CO2光催化還原成甲烷(CH4)。首先,在TiO2納米片上原位生長(zhǎng)立方體和四面體的Pd納米晶體,然后通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的溶劑熱處理方法使其各自轉(zhuǎn)換成PdH0.43納米立方體和納米四面體。已發(fā)現(xiàn)氫摻雜可以改變電子結(jié)構(gòu)和提高Pd捕獲光生電子的能力。另一方面,晶格膨脹的PdH0.43助催化劑,能吸附在光催化反應(yīng)期間產(chǎn)生的H2。同時(shí)PdH0.43助催化劑表面通過(guò)氫化過(guò)程得到的氫原子可以加速CO2向CH4的轉(zhuǎn)換。因此,與Pd相比,對(duì)應(yīng)的PdH

5、043助催化劑不僅促進(jìn)電子-空穴對(duì)的分離和延長(zhǎng)載流子壽命,而且能提高CH4的產(chǎn)率,同時(shí)減少氫氣(H2)和一氧化碳(CO)的生成。
  3、通過(guò)金屬助催化劑的晶界(GBs)設(shè)計(jì)來(lái)促進(jìn)還原二氧化碳的光催化性能。在這個(gè)工作中,金屬(銠(Rh)和Pd)納米線(xiàn)擁有高的晶界密度,可以作為助催化劑將其負(fù)載在二氧化鈦納米片上,與相應(yīng)的沒(méi)有晶界的金屬納米顆粒相比較,晶界密度高的金屬納米線(xiàn)的負(fù)載能有效地減少氫氣的產(chǎn)生,大大地增強(qiáng)光催化二氧化碳還原的性

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