負載型復合半導體材料制備及光催化CH-,4-和CO-,2-反應性能.pdf

1、CO2與CH4直接合成烴類氧化物在低碳烷烴和CO2環(huán)境保護和資源利用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該反應體系，設計和制備了氧化物和硫化物兩種負載型復合半導體材料，并對其表面組成、能帶結構、吸光性能和光催化反應性能進行了系統(tǒng)的研究。
　　 采用等體積浸漬法制備了ZnS-CdS/SiO2和Cu/V2O5-MoO3/SiO2系催化劑。通過XRD、IR和TPR等方法對光催化材料的結構進行了表征和

2、分析。結果表明：焙燒溫度升高，材料中的CdS與ZnS被空氣氧化形成了硫酸鹽及氧化物；ZnS-CdS/SiO2系催化劑在載體的表面發(fā)生復合，形成了Zn-S-Cd鍵，且ZnS/CdS=1時其復合作用最強。Cu/MoO3-V2O5/SiO2系催化劑的活性組分在其表面得到較好的分散；活性組分CuO在催化劑表面得到較徹底的還原，以金屬態(tài)負載在材料表面。
　　 采用紫外可見漫反射光譜及Kubella-Munk函數(shù)F(R∞)對材料的Eg值進行

3、估算，氧化物復合半導體材料和硫化物復合半導體材料由于具有不同的禁帶寬度和能級位置，表現(xiàn)出了不同的復合效應。硫化物的焙燒溫度、負載量以及活性組分的比例均對能帶結構產生了影響。氧化物復合半導體中金屬Cu的添加提高了材料的光響應性能，同時也產生了Schottky能壘效應，增強了其對光生電子的捕獲能力，并有效地阻止半導體上電子-空穴的復合，在一定程度上增加了氧化物復合半導體光催化材料的活性。并根據(jù)復合半導體的的能帶結構及其Eg、Ec和Ev間的匹

4、配關系，探討了它們對光生載流子的分離性能和與之相關的催化氧化還原反應能力。
　　 復合半導體材料的光催化性能評價結果表明，在氣-固多相光催化反應器中，所制備的ZnS-CdS/SiO2和Cu/V2O5-MoO3/SiO2兩類光催化材料對光催化CO2與CH4生成丙酮的目標反應都有一定的光催化活性。在主波長365 nm、光強0.65 mw/cm2的紫外燈照射，溫度120℃、空速90 h-1及原料摩爾比CH4/CO2=1/1的條件下，光