国产性70yerg老太,狠狠的日,欧美人与动牲交a免费,中文字幕成人网站

基本信息

項(xiàng)目名稱：
Bi2S3/CdS在可見光下催化還原CO2成甲醇的研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本項(xiàng)目首次嘗試?yán)梅荰iO2基的Bi2S3/CdS多孔納米復(fù)合材料在可見光條件下光催化CO2和H2O合成甲醇。結(jié)果表明，Bi2S3對(duì)可見光的響應(yīng)程度及其光催化活性都優(yōu)于CdS，而經(jīng)過(guò)Bi2S3的修飾的CdS對(duì)可見光的響應(yīng)程度及光催化性能都大大提升。在可見光照射下，光催化劑Bi2S3/CdS光催化生成的甲醇含量為613μmol/g，并且當(dāng)CdS修飾15%的Bi2S3時(shí)催化效果最佳。
詳細(xì)介紹：
近年來(lái)，由于二氧化碳排放量的增加而形成的“溫室效應(yīng)”已成為嚴(yán)重的全球性環(huán)境問(wèn)題。在目前提出的解決方案中，最有前景的方法之一是利用光催化材料在可見光下將CO2高效轉(zhuǎn)化為有機(jī)燃料資源，如甲醇等碳?xì)浠衔锶剂?，從而?shí)現(xiàn)含碳材料的循環(huán)使用。本作品以相應(yīng)的鹽類和硫脲為反應(yīng)原料，通過(guò)水熱法合成光催化劑Bi2S3、CdS和Bi2S3/CdS，首次嘗試?yán)梅荰iO2基的Bi2S3/CdS多孔納米復(fù)合材料在可見光條件下光催化CO2和H2O合成甲醇。結(jié)果表明，Bi2S3對(duì)可見光的響應(yīng)程度及其光催化活性都優(yōu)于CdS，而經(jīng)過(guò)Bi2S3的修飾的CdS對(duì)可見光的響應(yīng)程度及光催化性能都大大提升。在可見光照射下，光催化劑Bi2S3/CdS光催化生成的甲醇含量為613μmol/g，并且當(dāng)CdS修飾15%的Bi2S3時(shí)，生成甲醇含量大約為單純的CdS催化生成甲醇含量的三倍或者Bi2S3的兩倍。該研究通過(guò)將兩種具有不同還原電位及禁帶結(jié)構(gòu),且均不穩(wěn)定的硫化物半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合,利用其異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)光生電子和孔穴的存活時(shí)間，從而大大提高了復(fù)合體系的光催化性能。該項(xiàng)目屬國(guó)家“十二五”期間我國(guó)低碳能源及環(huán)保的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景，研究成果不僅可以直接應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和緩解能源危機(jī)，而且所合成的甲醇可以與燃料電池等耦合從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能到電能的轉(zhuǎn)化。

作品圖片

  • Bi2S3/CdS在可見光下催化還原CO2成甲醇的研究
  • Bi2S3/CdS在可見光下催化還原CO2成甲醇的研究
  • Bi2S3/CdS在可見光下催化還原CO2成甲醇的研究
  • Bi2S3/CdS在可見光下催化還原CO2成甲醇的研究

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

環(huán)境和能源成為21世紀(jì)人類面臨和必須解決的兩大難題。一方面，全球溫室效應(yīng)導(dǎo)致各種自然災(zāi)害頻繁發(fā)生；另一方面，不可再生的燃料資源日益匱乏。因此，人工模擬光合作用備受關(guān)注。本項(xiàng)目主要想借助太陽(yáng)能的作用，激發(fā)半導(dǎo)體可見光催化劑，并憑借可見光催化作用將CO2和H2O轉(zhuǎn)化成CH3OH 或CH4等燃料資源，在解決全球暖化及化石燃料枯竭等問(wèn)題的同時(shí)，又使二氧化碳以資源化形式循環(huán)利用，具有較大的戰(zhàn)略意義.

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本項(xiàng)目首次嘗試?yán)梅荰iO2基的Bi2S3/CdS多孔納米復(fù)合材料在可見光條件下光催化CO2和H2O合成甲醇。把Bi2S3等不穩(wěn)定的、比表面積小的高可見光響應(yīng)性的催化劑負(fù)載到CdS上，進(jìn)而研制出高比表面積及高催化活性的新型多孔半導(dǎo)體復(fù)合可見光催化劑。本課題CdS簇的研究、納米多孔材料復(fù)合技術(shù)及光催化還原CO2制備甲醇技術(shù)三者結(jié)合應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)及緩解能源危機(jī)，有很強(qiáng)的原始創(chuàng)新性。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

環(huán)境和能源為21世紀(jì)人類面臨和必須解決的兩大難題，人工模擬光合作用備受關(guān)注。本作品借助太陽(yáng)能的作用，激發(fā)半導(dǎo)體可見光催化劑Bi2S3/CdS，并憑借可見光催化作用將CO2和H2O轉(zhuǎn)化成CH3OH 或CH4等燃料資源，在解決全球暖化及化石燃料枯竭等問(wèn)題的同時(shí)，又使二氧化碳得以資源化形式循環(huán)利用，具有較大的戰(zhàn)略意義

學(xué)術(shù)論文摘要

以相應(yīng)的鹽類和硫脲為反應(yīng)原料，通過(guò)水熱法合成光催化劑Bi2S3、CdS和Bi2S3/CdS，并探討了其在可見光條件下光催化二氧化碳還原成甲醇的性能。結(jié)果表明，Bi2S3對(duì)可見光的響應(yīng)程度及其光催化活性都優(yōu)于CdS，而經(jīng)過(guò)Bi2S3的修飾的CdS對(duì)可見光的響應(yīng)程度及光催化性能都大大提升。在可見光照射下，光催化劑Bi2S3/CdS催化生成的甲醇含量為613μmol/g，并且當(dāng)CdS修飾15%的Bi2S3時(shí)，生成甲醇含量大約為單純的CdS催化生成甲醇含量的三倍或者Bi2S3的兩倍。

獲獎(jiǎng)情況

本作品曾在2010年10月30~31日于湖南長(zhǎng)沙召開的第六屆全國(guó)化學(xué)工程與生物化工年會(huì)上發(fā)表，并做了相關(guān)的主題報(bào)告，已投稿。 于2011年3月獲華南農(nóng)業(yè)大學(xué)“丁穎杯”特等獎(jiǎng)

鑒定結(jié)果

項(xiàng)目符合我國(guó)“十二五”規(guī)劃低碳能源理念，具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

自日本學(xué)者Fujishma和Honda[4]在1972年首先發(fā)現(xiàn)n型半導(dǎo)體電極上水的光電催化分解作用及1979年Inoue[5]等人首先由光化學(xué)反應(yīng)將水和CO2 反應(yīng)成HCOOH，HCHO，CH3OH 和CH4 等之后近30年來(lái)，國(guó)際上有不少人對(duì)這種利用太陽(yáng)能催化CO2的模仿自然的化學(xué)反應(yīng)（CO2/水）展開了大量的研究，研究主要集中在兩個(gè)方向：TiO2基光催化材料及非TiO2基光催化材料。 本項(xiàng)目提出在低溫條件下，并采用水熱法或溶劑熱法及溶膠—凝膠等技術(shù)使納米半導(dǎo)體Bi2S3簇催化劑負(fù)載在CdS上，在提高其催化還原效率的同時(shí)減緩其光分解速率，從而提高催化劑的重復(fù)利用率。 [1]胡秀蓮.中國(guó)溫室氣體減排技術(shù)選擇及對(duì)策評(píng)價(jià)[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2001. [2] Zouni A, Witt HT, Kern Jan, et al. Nature,2001,409 (6821): 739-743. [3] Kristina NF, Tina MI. Science，2004， 303（5665):1831-1838. [4] Fujishima A,Honda K. Nature, 1972,238(5358):37-38. [5] Inoue T, Fujishima A, Konishi S, et al. Nature,1979, 277(5698):637-638. [6] Anpo M, Yamashita H, Ikeue K, et al. Catalysis Today,1998,44(1-4):327-332. [7] Tseng IH, Chang WC, Wu JCS（吳紀(jì)圣）. Applied Catalysis B-Environmental,2002,37(1):37-48.

同類課題研究水平概述

自日本學(xué)者Fujishma和Honda在1972年首先發(fā)現(xiàn)n型半導(dǎo)體電極上水的光電催化分解作用及1979年Inoue等人首先由光化學(xué)反應(yīng)將水和CO2 反應(yīng)成HCOOH，HCHO，CH3OH 和CH4 等之后近30年來(lái)，國(guó)際上有不少人對(duì)這種利用太陽(yáng)能催化CO2的模仿自然的化學(xué)反應(yīng)（CO2/水）展開了大量的研究，研究主要集中在兩個(gè)方向：TiO2基光催化材料及非TiO2基光催化材料。 在TiO2基光催化材料光催化還原CO2方面，研究相對(duì)較多，且主要是在紫外光條件下進(jìn)行還原反應(yīng)，以日本大阪府立大學(xué)的Anpo及臺(tái)灣大學(xué)吳紀(jì)圣等人的研究工作較具代表性。 在非TiO2基光催化材料方面，陳崧哲所研究的復(fù)合光催化劑（Cu/TiO2-NiO、Cu/ZnO-NiO及Cu/WO3-NiO）也表現(xiàn)較好的光催化還原CO2的性能。 綜上所述，前人的這些研究表明，以TiO2為代表的寬禁帶半導(dǎo)體光催化劑，對(duì)紫外光有較好響應(yīng)性，盡管可以采用有機(jī)、無(wú)機(jī)或兩者共同摻雜等改性措施或形成納米異質(zhì)結(jié)等手段提高其對(duì)可見光的利用率，但是對(duì)于CO2的光催化還原反應(yīng)體系來(lái)講，改性TiO2的可見光催化還原效率仍非常低。與此同時(shí)，值得注意的是，近幾年來(lái)出現(xiàn)了許多具有良好可見光響應(yīng)性的非TiO2基新型可見光催化劑，如:半導(dǎo)體硫簇類（如CdS、ZnS、GeSe、SnS及GeS等）、鉭酸鹽類InMO4 (M=V5+,Nb5+,Ta5+)、(Ga1-xZnx)(N1-xOx)固溶體及具有鐵磁性質(zhì)的鈣鈦礦型光催化劑（如BiFeO3）等。 目前存在的問(wèn)題是：多孔半導(dǎo)體硫簇雖然禁帶寬度較窄, 可見光波就能激發(fā)它，能很好利用太陽(yáng)能，但它對(duì)光比較敏感，容易發(fā)生腐蝕，極不穩(wěn)定，因此要求在高效完成CO2光催化還原的同時(shí)，還需要解決其光分解問(wèn)題；而新的一類半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑InMO4及(Ga1-xZnx)(N1-xOx) 固溶體是往往是經(jīng)高溫培燒制得的，因而其顆粒比較大，比表面積較?。?lt;0.5 m2/g），使其催化活性較低。為解決此問(wèn)題，本項(xiàng)目提出在低溫條件下，并采用水熱法或溶劑熱法及溶膠—凝膠等技術(shù)使納米半導(dǎo)體Bi2S3簇催化劑負(fù)載在Bi2S3，在提高其催化還原效率的同時(shí)減緩其光分解速率，從而提高催化劑的重復(fù)利用率。
建議反饋 返回頂部