锰酸钴微球的制备及其光催化性能研究(2)

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KeyWords: Spinel structure; Cobalt manganite; Hydrothermal；reduction of CO2 ；

1 绪论 1

1.1 光催化还原CO2的研究意义 1

1.2 光催化CO2发展 2

1.3 尖晶石结构的光催化还原 3

1.3.1尖晶石结构 3

1.3.2热光催化还原CO2反应机理 3

1.4催化剂的制备 4

1.4.1沉淀法 4

1.4.2 水热合成法 5

1.4.3化学气相沉淀法 5

1.4.4 微乳液法 5

1.4.5溶胶-凝胶法 5

1.5本课题的研究内容 6

2 实验 7

2.1 实验所用化学试剂 7

2.2 实验及测试所用仪器及其用途 7

2.3 分析测试方法 8

2.3.1 X-射线衍射分析（XRD） 8

2.3.2 扫描电子显微镜（SEM） 9

2.3.3 透射电子显微镜（TEM） 9

2.3.4 电化学测试 9

2.4实验流程 9

2.4.1前驱体制备 9

2.4.2形成锰酸钴微球 10

2.5 课题创新点 10

3 结果与讨论 11

3.1不同锰钴含量比的锰酸钴XRD图谱分析 11

3.2锰酸钴的形貌分析 12

3.2.1锰酸钴样品号为S46在扫描电镜下的形貌表征分析 12

3.2.2锰酸钴样品号为S37在透射电镜下的形貌表征分析 13

3.2.3锰酸钴的比表面积分析 14

3.3不同钴锰含量的锰酸钴Mott-Schottky分析 15

3.4锰酸钴光催化CO2性能测试 17

3.4.1不同钴锰含量比的锰酸钴在光催化CO2性能测试 18

3.4.2相同钴锰含量的锰酸钴在不同光照条件下光催化CO2性能测试 21

4 结论 22

5致谢 23

6参考文献 24

1 绪论

1.1 光催化还原CO2的研究意义

随着世界各个产业，尤其是工业的发展，人类活动增多，人们对于能源的需求越来越高，而随之而来的环境问题也越来越受到人们的关注，而温室效应无疑是环境问题中备受人们关注的问题。而众多科学家以及各国政府相关机构针对这一环境问题也提出了很多解决办法：改善能源使用效率、对化石燃料的限制、开发替代能源、设法挖掘海洋吸收碳的潜力、碳捕捉和储存、CO2的转化利用等。种种方法给了人类对于解决环境问题的希望，但是对于中国而言，温室效应的解决任重道远。除此之外，热污染也是目前最为严重的污染，这是大规模工业化的结果。如果能够收获和利用可持续能源发电，这些废热量将非常有用。另外，由于我们知道太阳能不仅可用于太阳能发电，而且可用于化学制造。经研究，可以发现使用太阳能可以直接转换能源，比如将二氧化碳和废热量转化为碳氢化合物燃料。这种新型的、效益高的活性催化剂的存储对于应对气候变化挑战和开发可再生能源的储存选择至关重要。中国作为人口大国，并且仍以燃煤为主要的发电结构，而这种发电结构在未来长时间内并不会改变。有专家预计，到2020年，燃煤发电仍然是中国主要的发电结构[1]。因此，未来中国要控制燃煤发电污染物排放的任务一定是更加艰巨的。而由于燃煤发电而生成大量的CO2，导致其在大气中的含量不断增加，如何解决一定是中国需要且必须解决的问题。同时，中国作为发展中国家，工业仍然是主要的产业结构，因此中国对于化石燃料的需求十分大，然而中国乃至全球的化石燃料储存量却越来越少，这两者形成了矛盾。为了解决环境问题和能源缺少的问题，除了开发新能源之外，科学家们的目标指向了直接利用二氧化碳作为自然的碳源，来得到有机的化合物。而诸多的方法中，我认为光催化还原二氧化碳是一个比较好的可以利用二氧化碳还原出有机化合物，并减少它含量的方式。论文网