Fe2O3-Cu2O复合材料对CO2光电还原的研究开题报告
2020-04-06 11:09:15
1. 研究目的与意义(文献综述)
在社会飞速发展的今天,人类大量燃烧化石燃料,释放二氧化碳,引起全球气候变暖的同时,非可再生能源的消耗也在威胁人类的生存。鉴于生态环境急剧恶化及资源短缺日益严重,将二氧化碳转化为低碳燃料或小分子有机化合物,不仅对二氧化碳减排有利,在一定程度上也能有效解决资源问题。
二氧化碳作为可再生资源具有广阔的应用前景及重要意义。由于二氧化碳热力学上的低能态,因此能量是其转化应用的基础;此外,二氧化碳分子动力学上的惰性决定了有效进行二氧化碳的转化反应必须进行活化,而活化二氧化碳分子的关键在于发展高效的催化剂体系[1]。利用半导体进行二氧化碳的催化转化方法主要包括光催化、电催化以及光电催化。由于这些转化方式都在室温下进行,且反应中的h 来源于水,较为环保,受到了诸多研究人员的关注[2]。
光催化指纳米半导体催化剂在光照的情况下被激发,光生电子由价带被激发到导带。由于光生电子具有很强的还原能力,被激发后传导至电解质溶液中被用来还原co2[3]。co2电催化还原是指仅利用电能提供还原反应所需的能耗,以水作为质子的来源,对co2进行催化还原[4]。光催化和电催化二氧化碳还原都有自己的优势,也各有自己的缺点,而将光催化与电催化结合能得到更好的结果。co2的光电催化还原是指半导体催化剂由光激发产生光生电子,之后光生电子在外加电压的引导下迁移到电极表面对co2进行催化还原的过程[5]。光电催化co2还原可以看作是将光催化的能量供给优势与电化学的可控性特点结合起来的优化过程,在未来可再生能源驱动的co2转化利用中占据越来越重要的地位[6]。
2. 研究的基本内容与方案
3. 研究计划与安排
第1——2周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需药品、仪器。确定方案,完成开题报告。
第3 ——8周:完成复合材料的制备;
第9 ——12周:完成还原性能评估实验;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 何良年. 二氧化碳化学[m]. 北京:科学出版社, 2013.
[2] 王荣荣. co2光电还原催化剂的制备及其性能研究[d]. 陕西:西安科技大学,2016.
[3] 蓝奔月,史海峰. 光催化co2转化为碳氢燃料体系的综述[j]. 物理化学学报,2014,30(12):002177-2196.