發(fā)布時間：2024-06-29 10:48

　　近幾十年來,人類社會的繁榮發(fā)展,需要燃燒大量化石燃料提供能源,從而帶來了諸多環(huán)境問題和能源短缺問題:污染問題和CO₂氣體排放帶來的溫室效應等。其中溫室氣體中CO₂的大量排放關系到人類社會的可持續(xù)發(fā)展,所以針對CO₂資源轉化利用成為了當今研究的熱點問題。尤其值得關注的是,CO₂與CH₄重整生成具有高附加價值的有機衍生物,如醇、烷烴和烯烴等高附加值化學品,是催化、化學及化工領域的熱點和難點課題之一。然而,CO₂和CH₄的化學性質極其穩(wěn)定,C-H鍵和C=O鍵活化比較困難,能耗較高,因此針對該反應的綠色溫和的光催化技術的研究具有極其顯著的意義。本文從異相催化反應吸附活化角度出發(fā),以氮化碳為載體,構造有序孔,提出通過堿金屬摻雜提高CO₂的吸附活化量,為光電子的分離和傳輸提供有效的通道,實現(xiàn)光催化還原CO₂效率的提升。其次,考慮CH₄的C-H鍵吸附活化,結合C-H鍵在貴金屬表面的吸...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1CO₂和CH₄反應研究現(xiàn)狀
        1.1.1 CO₂及其資源化利用背景
        1.1.2 CH₄及其資源化利用背景
        1.1.3 CO₂和CH₄催化轉化研究現(xiàn)狀
    1.2 光催化技術的發(fā)展和應用
        1.2.1 光催化降解污染物
        1.2.2 光解水制H2

        1.2.3 光催化還原CO₂

    1.3 石墨相氮化碳的研究進展
        1.3.1 石墨相氮化碳的結構
        1.3.2 氮化碳的合成方法
        1.3.3 石墨相氮化碳的改性
    1.4 CO₂和CH₄重整反應中金屬的作用
    1.5 課題研究意義及內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 La/g-C₃N₄光催化劑的制備及其材料表征
    2.1 實驗藥品和儀器
        2.1.1 實驗藥品及規(guī)格
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 催化劑制備
        2.2.1 g-C₃N₄催化劑制備
        2.2.2 La摻雜g-C₃N₄催化劑制備
        2.2.3 堿金屬Li、Na、K摻雜g-C₃N₄催化劑制備
        2.2.4 La₂(CO₃)₃催化劑制備
    2.3 催化劑表征與測試
        2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 傅立葉紅外光譜分析(FT-IR)
        2.3.3 X射線光電子能譜(XPS)以及價帶譜(VBXPS)
        2.3.4 N₂吸附-脫附測試和TEM透射電鏡
        2.3.5 紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis DRS)
        2.3.6 熒光光譜
        2.3.7 掃描電鏡和透射電鏡
        2.3.8 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP)
        2.3.9 光催化CO₂和CH₄測試
        2.3.10 理論計算
    2.4 催化劑表征結果與討論
        2.4.1 催化劑的理化結構表征
        2.4.2 催化劑的光學特性
        2.4.3 催化劑的形貌和孔結構
    2.5 光催化CO₂和CH₄測試結果與討論
        2.5.1 光催化反應結果
        2.5.2 光催化反應機理
    2.6 本章小結
第三章 Ru/LGCN催化劑的制備及其性能研究
    3.1 實驗藥品和儀器
        3.1.1 實驗藥品及規(guī)格
        3.1.2 實驗儀器
    3.2 實驗方法
        3.2.1 貴金屬負載光催化材料的制備
        3.2.2 非貴金屬負載光催化材料的制備
        3.2.3 光催化CO₂和CH₄測試
    3.3 催化劑表征
        3.3.1 二氧化碳和甲烷程序升溫脫附(CO₂-TPD和 CH₄-TPD)
        3.3.2 原位漫反射傅里葉變換紅外光譜(In-suit FTIR)
        3.3.3 瞬態(tài)熒光
        3.3.4 其他表征
    3.4 催化劑表征結果與討論
        3.4.1 形貌和孔結構
        3.4.2 X射線衍(XRD)
        3.4.3 紫外可見吸收光譜(UV-Vis)
        3.4.4 瞬態(tài)熒光光譜(tr-PL)
        3.4.5 X射線光電能譜(XPS)
        3.4.6 二氧化碳和甲烷程序升溫脫附(CO₂-TPD&CH₄-TPD)
        3.4.7 原位漫反射傅里葉變換紅外光譜(in-suit FTIR)
    3.5 光催化CO₂和CH₄測試結果與討論
        3.5.1 光催化反應結果
        3.5.2 光催化反應機理
    3.6 本章小結
第四章 結論與展望
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：3997512

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