CeO_2掺杂CuO/TiO_2纳米材料的合成及CO_2光催化还原

摘要

以钛酸丁酯、硝酸铜为原料,氧化铈为掺杂元素,采用溶胶-凝胶法,合成三元纳米催化剂,并对催化剂进行SEM、XRD、TEM、EDS、XPS等表征.探讨了CuO/TiO_2/CeO_2的最佳配比、焙烧温度、时间等因素对催化剂光催化效能的影响.严格控制三元纳米催化剂的量与碳酸氢钠的饱和CO_2溶液体积,在紫外/可见光照射下进行光催化还原CO_2.以时间与甲醇的产率为考量对象,探讨了光催化还原CO_2过程中不同溶液介质,催化剂量、光照时间等对产物甲醇产率的影响;探讨了反应机理,并验证了光催化还原CO_2的路径.结果表明:催化机理为光生电子,空穴,羟基自由基都是光催化反应中的活性物质,其中电子空穴在光催化还原CO_2过程中所提供的能量最多.