学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

光催化CO_2和H_2O合成甲醇反应的研究

作　者: 朱静
导　师: 张宁
学　校: 南昌大学
专　业: 工业催化
关键词: 二氧化碳水甲醇光催化合成
分类号: O621.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 273次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

化学工业的日益壮大，为人民生活水平的提高提供了物质保障，但是在日益壮大的过程中，也给环境造成了很大的污染，因此，如何减少化学工业生产污染、设计绿色工艺生产路线已成为一个急需解决的问题。以TiO₂为催化剂的光催化法不但已经应用于环境污染处理领域，而且也开始在化学合成领域逐渐显示潜力，这无疑会给化学工业带来新的憧憬，因为光催化合成通常在常温常压进行，易操作，一般不会产生二次污染。基于此点，本文选取了光催化CO₂和H₂O合成甲醇这么个环保的反应作为目的反应，研究了不同催化剂对其目的产物甲醇产量的影响，实验主要做了以下几点工作：（1）、采取了不同的制备方法制备了三大类催化剂，其分别为Cu／TiO₂系列催化剂、Cu／n-p复合半导体催化剂和Cu／La₂O₃-NiO系列催化剂，并同时用XRD以及TEM手段对催化剂进行了更深入的研究。（2）、研究了这三类催化剂用于光催化CO₂和H₂O合成甲醇反应的催化效果。首先我们确定了Cu／TiO₂系列催化剂、Cu／n-p复合半导体催化剂和Cu／La₂O₃-NiO系列催化剂中各自Cu的最佳百分含量，其次分别研究了催化剂用量、光照时间对目的反应的影响，同时找出了各自最佳的催化剂用量值和最佳的光照时间。与此同时，还研究了有紫外光照和无紫外光照下催化剂催化效果的不同，实验结果表明：2％Cu／TiO₂系列催化剂的催化效果最好，0.5％Cu／n-p复合半导体催化剂的催化效果其次，而0.5％Cu／La₂O₃-NiO系列催化剂的催化效果在这三者之中最差；同时还表明了在有紫外光照的条件下才有可能生成目的产物甲醇，而在无紫外光照的情况下三个催化剂系列均无法催化合成甲醇。（3）、对Cu／n-p复合半导体催化剂和Cu／La₂O₃-NiO系列催化剂对目的反应的光催化效果的研究进行了细化。对Cu／n-p复合半导体催化剂的研究工作可以分为两块，即对Cu／TiO₂-NiO系列催化剂和对Cu／ZnO-NiO系列催化剂的研究。实验结果表明：Cu／TiO₂-NiO系列催化剂的催化效果优于Cu／ZnO-NiO系列催化剂。而对Cu／La₂O₃-NiO系列催化剂催化效果的研究可以分为三块，分开主要取决于此催化剂前驱体La₂O₃-NiO的制备方法。实验结果表明：前驱体制备顺序的不同直接影响了最终Cu／La₂O₃-NiO系列催化剂对目的反应的催化效果，其中先混合

全文目录

第一章绪论  9-23
  1.1 引言  9
  1.2 半导体光催化反应研究概况  9-13
    1.2.1 紫外光的特性  9-10
    1.2.2 光促表面化学反应机理  10-11
    1.2.3 半导体催化剂反应的应用范围  11-13
  1.3 光促CO_2和H_2O反应的研究进展  13-18
    1.3.1 CO_2、H_2O及CO_2／H_2O体系的特性及活化状况  13-16
    1.3.2 最新研究进展  16-18
  1.4 本课题研究的可行性分析和意义  18
  参考文献  18-23
第二章 Cu／TiO_2催化剂对光催化CO_2和H_2O合成甲醇反应的影响  23-36
  2.1 实验所用的药品和仪器  23
    2.1.1 实验药品  23
    2.1.2 实验仪器  23
  2.2 催化剂的制备与表征  23-29
    2.2.1 纯TiO_2粉末型催化剂的制备和表征  24-25
    2.2.2 等体积浸渍法制备的Cu／TiO_2催化剂和表征  25-27
    2.2.3 改进法制备的Cu／TiO_2催化剂和表征  27-29
  2.3 三类催化剂对目的反应的影响  29-35
    2.3.1 光催化合成体系介绍  29-30
    2.3.2 粉体TiO_2催化剂对目的反应的影响  30
    2.3.3 等体积浸渍法制备的Cu／TiO_2催化剂对目的反应的影响  30-32
    2.3.4 改进法制备的Cu／TiO_2催化剂对目的反应的影响  32-34
    2.3.5 总结与讨论  34-35
  参考文献  35-36
第三章 Cu负载到n-p复合半导体上所制备的催化剂对光催化CO_2和H_2O合成甲醇反应的影响  36-49
  3.1 0.5％Cu／TiO_2-NiO催化剂对目的反应的影响  36-41
    3.1.1 本实验用到的药品及仪器  36-37
    3.1.2 催化剂的制备与表征  37-40
    3.1.3 催化剂0.5％Cu／TiO_2-NiO用于目的反应的研究  40-41
  3.2 0.5％Cu／ZnO-NiO催化剂对目的反应的影响  41-45
    3.2.1 催化剂的制备与表征  41-44
    3.2.2 催化剂0.5％Cu／ZnO-NiO用于目的反应的研究  44-45
  3.3 本章小结与结论  45-47
    3.3.1 实验小结  45-46
    3.3.2 讨论  46-47
  参考文献  47-49
第四章 Cu／La_2O_3-NiO催化剂对光催化CO_2和H_2O合成甲醇反应的影响  49-66
  4.1 Cu／La_2O_3-NiO催化剂前驱体La_2O_3-NiO的光催化活性研究  49-56
    4.1.1 实验药品及仪器  49
    4.1.2 Cu／La_2O_3-NiO催化剂前驱体La_2O_3-NiO催化剂的制备与表征  49-52
    4.1.3 前驱体La_2O_3-NiO催化剂用于光催化降解甲基橙反应的研究  52-56
    4.1.4 小结  56
  4.2 Cu／La_2O_3-NiO催化剂的光催化活性的研究  56-65
    4.2.1 Cu／La_2O_3-NiO催化剂的制备与表征  56-60
    4.2.2 0.5％Cu／La_2O_3-NiO催化剂用于光催化CO_2和H_2O合成甲醇反应的研究  60-64
    4.2.3 小结  64-65
  参考文献  65-66
附录：攻读硕士学位期间发表的论文  66-67
致谢  67

光催化CO_2和H_2O合成甲醇反应的研究

内容摘要

全文目录

相似论文