导读:本文包含了气相光电催化论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:能源与环境,光催化,光电催化,氮氧化物
气相光电催化论文文献综述
周红君[1]（2017）在《铋系光催化剂的制备及光电催化技术在去除气相氮氧化物中的应用》一文中研究指出进入21世纪以来,全球性大气污染问题已引起了世界各国的普遍关注,有两个亟待解决的重大问题——环境污染和能源短缺。如何更好、更有效地缓解这两大问题已经成为越来越多科研工作者的新课题。水污染和空气污染已经是目前主要环境污染问题,特别是近几年来空气污染严重,使得人类的生存环境和身体健康造成重大的威胁。中国能源以煤为主,我国煤炭使用量逐年上涨,呈直线上升。氮氧化物的排放量亦逐年递增并赶超了二氧化碳的排放量。每年全世界直接排到大气里面的氮氧化物超过叁千万吨,并且有不断上升趋势。氮氧化物的危害主要体现在一下方面:对人体健康产生危害;制约植物的生存和生长;破坏臭氧层;形成酸雨和酸雾;参与光化学烟雾的产生。因此治理氮氧化物十分必要。本文主要是对减少空气中氮氧化物的含量做研究。半导体光催化技术因其在环境净化和能源再生方面的潜在应用而备受关注。半导体吸附剂引起科学界普遍兴趣主要原因有两方面:一是能快速的吸附某些污染物;二是能利用光催化技术把这些污染物降解,不会对环境造成二次污染。在该领域的研究中,Ti O2因其光催化能力强,无毒,且简便易得,成本低廉,一直受到人们的高度关注。但由于其禁带宽度较宽,只能吸收波长较短的紫外光,太阳光的利用效率很低。钨酸铋(Bi2WO6)是一种新型的可见光响应光催化材料,其禁带宽度窄(2.7 e V)相对于Ti O2的禁带宽度(3.2e V)较窄,在紫外和可见光下都具有良好的光催化活性,能有效降解大气和废水中的有机污染物,受到了研究者的广泛关注。同时,钨酸铋作为具备层状结构的简单氧化物,电子和空穴的高复合率严重抑制了其光催化性能。通过协同光催化技术与电催化技术,利用外加恒定电位或恒电流迫使电子定向移动,避免电子和空穴复合,能够延长空穴的寿命,把催化剂固定在电极基底上,能够解决催化剂的分离固定问题,便于回收利用,为解决环境污染,实现高效净化电厂尾气,提供了高效的、安全的、经济的治理路径。本文的研究内容分为以下几个部分:1.论文先通过水热法合成Bi2WO6模板,通过氢气还原制备了Bi@WO3新型材料,通过控制合成温度、煅烧时间,测试Bi@WO3活性;在180度水热条件下制备的前躯体,在氢气中500度煅烧2h催化氧化NO活性最好。同时金属Bi具有plasmon效应,氧化钨纳米结构具有高浓度的氧空位可协同增强可见光催化反应,促进氧化NO。2.本文用五水硝酸铋和一水钨酸钠作原料,一步水热法制备了原位上长在FTO导电玻璃上的钨酸铋复合纳米材料,并对其进行了光催化氧化NO的性能研究。这种复合纳米材料的反应速率和催化活性均有明显提高,是因为通过外加恒电压迫使电子定向移动,降低了电子和空穴复合率,进而提高了其可见光活性。同时,将催化剂固定在基地上有效地解决了粉体催化剂分离固定问题,有利于重复循环利用。3.实验表明,所制得的ZnxCu S-GO/C60光催化材料具有很好的光解水产氢的能力,GO有效地提高电子的迁移效率,C60的加入能够提高材料的稳定性,以及表面电子富集效率。有效的提高光催化活性。(本文来源于《上海师范大学》期刊2017-03-01）
戴文锐[2]（2016）在《光（电）催化反应器的设计及光（电）催化技术在去除气相氮氧化物中的应用》一文中研究指出能源危机和环境恶化是当前人类社会所面临的两个重大问题,光催化具有室温深度反应和可直接利用太阳能作为光源来驱动反应等独特性能,而成为一种理想的环境污染治理技术和洁净能源生产技术,并备受瞩目。大气污染和水污染是影响人类生活和社会进步的主要问题,同时氢能被学者认为是21世纪最有潜力的替代能源,而由于二氧化钛本身具有的吸收光谱较窄、太阳能利用率低、电子与空穴复合几率高等降低了其实用价值。目前解决这些问题的主要手段有构筑高效稳定的光催化剂,设计新型光电催化反应器,及通过光催化和电化学技术结合来实现光电催化协同促进作用。因此,主要的研究内容如下:1.碱催化协同光催化可见光高效氧化去除氮氧化物利用简单温和的水热合成法,以钛酸钠纳米片为连续相,硫化镉纳米颗粒为分散相,制备出CdS/Na_2Ti_3O_7高效可见光复合纳米光催化剂。通过TEM,EIS,NO-abs,CO_2-TPD等表征手段研究其表面结构,电化学性能,吸附性能,碱催化活性位来深入了解催化剂作用机制。结果表明:合成的CdS/Na_2Ti_3O_7高效可见光复合纳米光催化剂在光催化氧化NO_x中表现出优异的活性。这是因为Na_2Ti_3O_7独特的二维结构提供了电子传输通道避免了光生空穴和光生电子的复合,从而提高催化剂的活性,另一方面,Na_2Ti_3O_7提供碱性位,中和吸附在催化剂表面的NO3-,从而提高催化剂的稳定性。2.光电催化氧化NO反应器的设计及性能研究设计搭建液相电化学驱动新型气相光电催化反应器,应用于光电催化氧化去除氮氧化物,通过偏压迫使电子空穴对分离,以延长光生载流子寿命,提高光电催化活性。研究表明,在低偏压作用下,以Ti O_2纳米棒阵列薄膜为气相电极催化剂,其光电催化氧化NO活性明显高于单独光催化氧化NO活性。另一方面,在此反应体系中,空穴可以直接将NO氧化为NO3-,,同时,在水分子的存在下,NO也可以通过间接生成的羟基自由基氧化。光电催化反应器在气相催化中的应用为空气净化和能源转化提供了新思路。3.光电催化去除气液两相污染物同步氢能源再生在光电去除气相污染物反应器的基础上,用双室电解池替换外置单室电解池,实现了同一反应器中叁种催化反应同时进行。采用微波醇热法,通过对溶剂比例,溴源,温度,升温速率等的优化,制备出BiOBr纳米片阵列薄膜,并通过SEM,TEM,XRD,PC,UV-vis等研究其结构组成、电化学和光学性能。在此反应器中,以BiOBr为气相光阳极,Ti O_2 NTs为液相光阳极,Pt片为阴极,实现了光电催化协同去除气液两相污染物(即气相NO、液相MO)及同步分解水产氢。(本文来源于《上海师范大学》期刊2016-04-01）
刘源[3]（2012）在《金属氧化物复合体系气相光电催化性能与表征》一文中研究指出光催化技术是致力于新能源利用和环境保护交叉领域的一项重要技术。光催化技术的基本原理是,半导体光催化剂吸收太阳能,产生具有氧化还原活性的电子空穴对,进而通过一系列分解反应将有机污染物降解为无毒无害的二氧化碳和水。光催化技术涉及材料、表征和应用叁个层面的研究。其中半导体复合材料、光电性能和气相光电催化降解挥发性有机污染物(VOCs)分别是相应层面中的热点和重点。本文致力于在电荷转移共性问题的基础上,通过研究叁者之间的内在联系,来探寻气相光电催化领域新的视角,并尝试推动其向应用化发展的进程。本文从金属氧化物复合体系出发,基于组合材料学的思想,并行合成了包含66个成分点的TiO2/WO3/MnO2叁元复合体系的成分叁角形。其中包括二元混合型复合体系27个,叁元混合型复合体系36个。我们高通量表征了所有成分点的光电响应性能,探讨了复合体系的能带匹配模式与光电性能的构象关系。结果表明,错开型的TiO2/WO3复合体系促进了载流子的分离,从而可以提高光电响应性能。而跨立型的TiO2/MnO2和WO3/MnO2复合体系强化了载流子的复合,从而削弱了光电响应性能。除此之外,材料的光电响应性能还与晶界势垒的高度密切相关。在66个成分叁角形中,我们筛选出了TiO2/WO3摩尔比例为2：8的成分点,其在紫外、蓝光和白光条件下均有最好的光电响应性能。我们利用筛选出来的具有优异光电性能的TiO2/WO3复合体系进行了气相光电催化降解丙酮的研究,并与单相的TiO2进行了对比。结果表明,TiO2/WO3复合体系在紫外光照射下,仅仅施加0.2V偏压,降解速率常数就提高了2倍多,而对于单相TiO2的性能却无任何的改变。据相关文献报道,TiO2需要施加几十伏的电压催化效率才能提高不到1倍。我们发现使用特定能带匹配模式的复合体系,可以大幅降低对外加偏压的要求,在较低的电压下就可以表现出明显的光电协同效应。因此,该研究结果对于目前提倡的低碳经济有着重要的意义。在低偏压气相光电催化概念的基础上,我们优化了异质结的结合形式,设计了迭层气相光电催化单元。在该单元中,TiO2作为空穴的受体处于表层,WO3作为电子的受体处于底层,施加偏压的插指电极置于底层的WO3之下。研究结果表明,通过层级异质结和低偏压的共同作用,可以产生显着的协同效应,强化电子的分离,使得具有强氧化性的空穴富集在催化单元的表面,大幅提高了催化降解效率。在紫外光下,施加0.2V偏压,TiO2/WO3迭层光电催化单元的催化降解效率是单一TiO2膜层的5倍多。在通过强化电子的分离实现高效催化的启发下,结合在气相光电催化的性能研究中,催化活性随电压幅值的变化出现过犹不及的现象。我们放弃一味提高外加偏压的惯性思维,提出了交变外场的新思路。结果表明,在低压高频正弦半波电场的作用下,可以使TiO2和WO3的催化活性实现大幅的提高。不仅如此,高频外场还可以改变催化反应的路径,避免甲醛等剧毒中间产物的生成。最后我们基于研究中对外场、气氛和异质结的认识,通过对TiO2/WO3光电流和催化性能的对比研究,尝试建立了复合体系的光电流、电荷分离效率和催化活性之间的关联性,并提出将引入目标气氛前后光电流的比值,作为快速筛选光催化剂在降解该物质性能的评价指标,从而实现快速筛选光催化剂的目的。(本文来源于《华中科技大学》期刊2012-05-01）
彭康华,潘湛昌,林治顺,廖文波,肖楚民[4]（2007）在《两种载体上的光电催化降解气相环已烷的研究》一文中研究指出通过高聚物固体电解质Nafion分隔阴、阳极,将TiO_2光催化剂负载在活性碳/石墨载体和泡沫镍载体上,构成新型气相光电催化反应系统。制造的微多孔光催化层使催化剂活性大大增加。气相光电催化反应系统降解环己烷的效率比单独光催化、电催化都高。实验结果表明,当两种载体涂层数均为3层,水蒸气与环己烷比率为20:1,外加电压为20V时,反应降解效率最高。(本文来源于《材料导报》期刊2007年10期）
彭康华,潘湛昌,林治顺,廖文波,肖楚民[5]（2006）在《气相光电催化降解环己烷的研究》一文中研究指出将TiO2光催化剂负载在活性炭/石墨载体上,通过高聚物固体电解质Nafion分隔阴、阳极,构成新型气相光电催化反应系统。光催化层的微多孔特性使催化剂活性大大增加,外加电压使光生空穴和光生电子得到有效分离,从而使环己烷的氧化降解速度显着提高。结果表明,当涂层数为3层、水蒸气与样品比率为20∶1、外加电压为20 V时,反应降解环己烷的效率最高。(本文来源于《化学与生物工程》期刊2006年11期）
气相光电催化论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
能源危机和环境恶化是当前人类社会所面临的两个重大问题,光催化具有室温深度反应和可直接利用太阳能作为光源来驱动反应等独特性能,而成为一种理想的环境污染治理技术和洁净能源生产技术,并备受瞩目。大气污染和水污染是影响人类生活和社会进步的主要问题,同时氢能被学者认为是21世纪最有潜力的替代能源,而由于二氧化钛本身具有的吸收光谱较窄、太阳能利用率低、电子与空穴复合几率高等降低了其实用价值。目前解决这些问题的主要手段有构筑高效稳定的光催化剂,设计新型光电催化反应器,及通过光催化和电化学技术结合来实现光电催化协同促进作用。因此,主要的研究内容如下:1.碱催化协同光催化可见光高效氧化去除氮氧化物利用简单温和的水热合成法,以钛酸钠纳米片为连续相,硫化镉纳米颗粒为分散相,制备出CdS/Na_2Ti_3O_7高效可见光复合纳米光催化剂。通过TEM,EIS,NO-abs,CO_2-TPD等表征手段研究其表面结构,电化学性能,吸附性能,碱催化活性位来深入了解催化剂作用机制。结果表明:合成的CdS/Na_2Ti_3O_7高效可见光复合纳米光催化剂在光催化氧化NO_x中表现出优异的活性。这是因为Na_2Ti_3O_7独特的二维结构提供了电子传输通道避免了光生空穴和光生电子的复合,从而提高催化剂的活性,另一方面,Na_2Ti_3O_7提供碱性位,中和吸附在催化剂表面的NO3-,从而提高催化剂的稳定性。2.光电催化氧化NO反应器的设计及性能研究设计搭建液相电化学驱动新型气相光电催化反应器,应用于光电催化氧化去除氮氧化物,通过偏压迫使电子空穴对分离,以延长光生载流子寿命,提高光电催化活性。研究表明,在低偏压作用下,以Ti O_2纳米棒阵列薄膜为气相电极催化剂,其光电催化氧化NO活性明显高于单独光催化氧化NO活性。另一方面,在此反应体系中,空穴可以直接将NO氧化为NO3-,,同时,在水分子的存在下,NO也可以通过间接生成的羟基自由基氧化。光电催化反应器在气相催化中的应用为空气净化和能源转化提供了新思路。3.光电催化去除气液两相污染物同步氢能源再生在光电去除气相污染物反应器的基础上,用双室电解池替换外置单室电解池,实现了同一反应器中叁种催化反应同时进行。采用微波醇热法,通过对溶剂比例,溴源,温度,升温速率等的优化,制备出BiOBr纳米片阵列薄膜,并通过SEM,TEM,XRD,PC,UV-vis等研究其结构组成、电化学和光学性能。在此反应器中,以BiOBr为气相光阳极,Ti O_2 NTs为液相光阳极,Pt片为阴极,实现了光电催化协同去除气液两相污染物(即气相NO、液相MO)及同步分解水产氢。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
气相光电催化论文参考文献
[1].周红君.铋系光催化剂的制备及光电催化技术在去除气相氮氧化物中的应用[D].上海师范大学.2017
[2].戴文锐.光（电）催化反应器的设计及光（电）催化技术在去除气相氮氧化物中的应用[D].上海师范大学.2016
[3].刘源.金属氧化物复合体系气相光电催化性能与表征[D].华中科技大学.2012
[4].彭康华,潘湛昌,林治顺,廖文波,肖楚民.两种载体上的光电催化降解气相环已烷的研究[J].材料导报.2007
[5].彭康华,潘湛昌,林治顺,廖文波,肖楚民.气相光电催化降解环己烷的研究[J].化学与生物工程.2006