介孔復合半導體NiO-TiO-,2-的制備及其光催化反應性能研究.pdf

1、二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯(以下簡稱DMC)在CO2資源利用及烴類氧化物合成方面具有重要的理論意義和應用價值。本論文將氣.固多相光催化反應技術應用于這一反應體系，系統(tǒng)地研究了介孔n-p復合半導體的設計和制備，以及固體材料的表面化學構造、能帶結構與其吸光特性和光催化反應性能的關聯(lián)。 1.采用模板劑法成功地制備出了介孔NiO-TiO2和NiO-V2O5系列復合半導體材料，其表面積遠大于化學沉淀法制備的固體材料。 2.X

2、RD、Raman、TPR和TEM的表征結果證明：NiO-TiO2以納米管形式存在，而NiO-V2O5以小于30nm左右的微晶存在，NiO均勻分布在固體材料表面。在NiO-TiO2和NiO-V2O5復合半導體材料的表面分別存在著NiO、TiO2或NiO、V2O5微晶，并且NiO和V2O5(或TiO2)間發(fā)生了互相作用，其中，NiO和TiO2作用較強，并部分形成NiTiO3固溶體，NiO和V2O5作用較弱，大部分以微晶形式存在于V2O5上；

3、固體材料表面的活性基元由Lewis酸位Ti4+(或V5+)，以及Lewis堿位V=O鍵的端氧和Ti-O-Ni(或V-O-Ni)鍵的橋氧構成。 3.紫外-可見光漫反射實驗及利用Kubella-munk函數(shù)對材料禁帶能隙Eg估值結果說明：n-p半導體復合效應在一定程度上拓展了光吸收域，提高了光生載流子的分離作用；對于NiO-TiO2系復合半導體材料，NiO含量增加使得材料的吸收限發(fā)生明顯紅移，對可見光區(qū)的吸收強度增加尤其明顯，而煅燒

4、溫度的升高使得材料對400nm-550nm范圍內的光吸收率明顯下降；對于NiO-V2O5系列固體材料，NiO的引入并沒有使吸光域擴展，其吸收帶邊仍然與V2O5相似，沒有發(fā)生較強的n-p復合效應。 4.復合半導體材料的光催化性能評價結果表明：在氣固光催化反應器中，以NiO-TiO2和NiO-V2O5為固體材料，在紫外光(365nm、光強0.65mw/cm2)輻照下，CO2和CH3OH合成DMC反應可以順利實現(xiàn)，其反應物轉化率和目標