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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
Pt、Cu共改性TiO2选择性光催化还原CO2制CH4
  • 单位

    国家能源集团江西发电有限公司华中科技大学煤燃烧国家重点实验室

  • 摘要

    光催化还原CO2是具有前景的可再生能源技术,但由于光生电子-空穴对的快速复合和对可见光的有限利用,TiO2表现出较低的光催化反应效率,为了提高TiO2光催化还原CO2的效率,用金属改性TiO2是一种有效的方式。笔者通过化学还原法将Pt和Cu2O纳米颗粒沉积在锐钛矿TiO2晶体表面,系统研究了Pt、Cu共改性对TiO2光催化还原CO2性能的影响。光催化试验结果表明,Pt沉积有利于生成CH4和H2,而Cu2O会抑制H2的生成,且对CH4的选择性低于Pt。Pt和Cu2O同时沉积在TiO2晶体上时,H2的生成受到抑制,CO2被选择性地还原为CH4,选择性达96.6%。催化剂表征结果表明,Pt能捕获光生电子,从而提高催化剂上的电子密度,有利于多电子还原反应发生,高选择性地生成CH4。Cu2O提高了催化剂对CO2的化学吸附能力,同时对水的吸附能力较弱,从而抑制H2的生成,提高了光生电子对CO2还原的选择性。此外,反应后的Pt-Cu/TiO2中Cu2O几乎被完全还原为Cu,这可能是由于在光催化反应过程中,Pt沉积可促进光生电子向Cu2O迁移,在还原Cu2O为Cu的同时为光催化还原反应提供更多的电子,有利于CH4的选择性生成。因此,Pt-Cu/TiO2催化剂可将CO2选择性地还原为CH4。经3次循环试验,催化剂的活性未降低,具有良好的稳定性。

  • 关键词

    CO2光催化还原TiO2选择性共沉积CH4

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