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第一章绪论
1.1引言
1.2光促表面催化反应研究概况
1.2.1光促表面催化反应原理
1.2.2光促表面催化反应的应用
1.2.3光促表面催化反应的评价
1.2.4光促表面催化反应应用中的改进
1.3光促甲烷直接转化为甲醇的研究进展
1.3.1甲烷直接转化为甲醇的研究意义
1.3.2甲烷和水的气相光化学
1.3.3甲烷和水的多相光催化转化
1.3.4利用分子氧光氧化甲烷生成甲醇
1.4本课题的研究目的、思路、内容与创新点
1.4.1本课题的研究思路及设计
1.4.2本课题的研究内容
1.4.3本研究的创新之处
第二章实验方法
2.1负载型复合半导体的设计与制备方法的选择
2.1.1负载型复合半导体载体的选择
2.1.2负载型复合半导体表面活性基元的选择
2.1.3制备方法的选择
2.2制备方法
2.2.1主要原料与试剂
2.2.2载体SiO2的预处理
2.2.3负载型半导体TiO2/SiO2的制备
2.2.4负载型复合半导体材料的制备
2.3表征方法
2.3.1 TiSiO中Ti4+的化学分析
2.3.2比表面测定(BET)
2.3.3 X-射线衍射分析(XRD)
2.3.4激光拉曼光谱分析(Raman)
2.3.5 X-光电子能谱分析(XPS)
2.3.6程序升温还原分析(TPR)
2.3.7 红外光谱分析(IR)
2.3.8紫外-可见漫反射光谱分析(UV-vis DRS)
2.4化学吸附性能表征
2.4.1负载型复合半导体-气体吸附红外光谱分析
2.4.2程序升温脱附-质谱(TPD-MS)分析
2.5程序升温表面反应-质谱实验(TPSR-MS)
2.6负载型复合半导体光促表面反应性能评价实验(PSSCR-GC)
2.6.1光反应器的设计
2.6.2光促表面催化反应实验
第三章 负载型半导体TiO2/SiO2的表面组成与结构
3.1 TiO2/SiO2的负载量及组成分析
3.2 TiO2/SiO2表面结构表征与分析
3.2.1 XRD谱图分析
3.2.2 Raman谱图分析
3.2.3 DRS谱图分析
3.2.4 XPS谱图分析
3.2.5 IR谱图分析
3.2.6 TiO2/SiO2的表面形态与结构
3.3 TiO2/SiO2的形成机理及制备化学
3.4小结
第四章负载型复合半导体的表面组成与结构
4.1负载型复合半导体的表面组成及XPS表面分析
4.2 MoTiSiO和CuMoTiSiO的表面结构分析
4.2.1 BET结果分析
4.2.2 XRD谱图分析
4.2.3 Raman谱图分析
4.2.4 TPR结果分析
4.2.5 IR表面结构分析
4.2.6 MoTiSiO和CuMoTiSiO的表面形态与结构基元
4.3 WTiSiO的表面结构分析
4.3.1 BET结果分析
4.3.2 XRD谱图分析
4.3.3 TPR结果分析
4.3.4 IR表面结构分析
4.3.5 WTiSiO的表面形态与结构基元
4.4 ZnTiSiO的表面结构分析
4.4.1 BET结果分析
4.4.2 XRD谱图分析
4.4.3 TPR结果分析
4.4.4 IR表面结构分析
4.4.5 ZnTiSiO的表面形态与结构基元
4.5小结
第五章负载型复合半导体的化学吸附性能
5.1 CH4在负载型复合半导体上的化学吸附
5.1.1气体CH4的红外光谱特征
5.1.2 CH4在负载型复合半导体上化学吸附的IR结果
5.1.3 CH4在负载型复合半导体上化学吸附的TPD-MS结果
5.2 H2O在负载型复合半导体上的化学吸附
5.2.1气相H2O的红外光谱特征
5.2.2 H2O在负载型复合半导体上化学吸附的IR结果
5.2.3 H2O在负载型复合半导体上化学吸附的TPD-MS结果
5.3 CH4和H2O在负载型复合半导体上的共吸附
5.4小结
第六章负载型复合半导体的光响应性能
6.1 TiSiO的光响应性能与量子尺寸效应
6.2 MoTiSiO和CuMoTiSiO的光响应性能
6.3 WTiSiO的光响应性能
6.4 ZnTiSiO的光响应性能
6.5 MoTiSiO，WTiSiO和ZnTiSiO的光响应性能比较与分析
6.6小结
第七章负载型复合半导体的光催化反应性能
7.1对照实验结果与分析
7.1.1热表面催化反应结果与分析
7.1.2气相光化学反应结果与分析
7.2间歇型光促表面催化反应(PSSCR-GC)实验结果
7.3反应条件对光反应性能的影响
7.3.1反应温度对反应性能的影响
7.3.2反应物配比对反应性能的影响
7.3.3反应时间对反应性能的影响
7.3.4负载型复合半导体用量对反应性能的影响
7.4连续型光促表面催化反应(PSSCR-GC)实验结果
7.5小结
第八章负载型复合半导体光催化甲烷和水制甲醇和氢气的反应机理分析与规律总结
8.1负载型复合半导体光催化CH4和H2O制CH3OH和H2的反应机理
8.2负载型复合半导体的性能分析
8.2.1载体效应
8.2.2复合效应
8.2.3吸附性能
8.2.4吸光性能
8.2.5掺杂作用
8.3“光-表面-热”协同效应与目标反应的量子产率
8.4对目标反应进一步提高量子产率的思考
8.5小结
第九章结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
附录
致谢
