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La和Cu共掺纳米TiO2光催化转化CO2研究

2012-03-04杜菲菲

关键词:催化剂

卫 静,谭 欣,杜菲菲,于 涛,赵 林

(1. 天津大学环境科学与工程学院,天津 300072;2. 济南大学资源与环境学院,济南 250022;3. 天津大学化工学院,天津 300072)

人类活动导致的 CO2等温室气体的排放是目前所观测到的全球变暖的主要原因.自 20世纪 90年代以来,国际社会对温室气体的减排给予了格外关注,一系列的国际行动框架逐步建立,我国在“十二五”规划中明确地将节能减排作为一项重大专项规划来实施.大量的 CO2温室气体的排放已成为一个全球性的环境问题.CO2作为碳的最终氧化产物,具有较高的稳定性和惰性,难于被活化;但CO2分子具有较低能量的 2πα轨道和较高的电子亲和能,电子云都集中于两边的氧原子上,故 CO2中 C原子表现出了较强的亲电性,易于接受电子,在反应过程中可以作为氧化剂加以利用[1].由此可见,采用适当的方式输入电子可使吸附后的CO2具有一定的活化态.

自1979年Inoue和Fujishima等[2]首次报道了利用 TiO2、SrTiO3、SiC等在水溶液中进行 CO2光催化还原反应后,近三十多年来,众多研究者通过光催化法研究了 CO2的光化学还原[3-7].Adachi等[8]研究发现,以 Cu/TiO2纳米粉体为催化剂、以Xe灯为光源可以得到甲烷、乙烯和乙烷等产物.Tseng等[9]进行了CO2和 H2O的液相反应,对 sol-gel法制备的Cu/TiO2催化剂进行了一系列的研究,结果表明2.0%Cu/TiO2(质量分数,以下相同)的光催化效率最高,254,nm 紫外光照6,h甲醇生成量达118,μmol/gcat..Wu[10]采用溶胶-凝胶法制备TiO2凝胶涂覆在自行研制的光纤反应器中进行光催化还原CO2的反应,取得了更高的光子利用率和 CO2的光催化转化效率.由……

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