火焰合成Ag粒徑可控的AgTiO2納米催化劑及其光催化轉(zhuǎn)化CO2機理研究課件

1、火焰合成粒徑可控的Ag/TiO2納米催化劑及其光催化轉(zhuǎn)化CO2機理研究2研究目標與內(nèi)容2研究背景與意義1技術(shù)方案與路線3市場前景與應(yīng)用43研究目標與內(nèi)容2研究背景與意義1技術(shù)方案與路線3市場前景與應(yīng)用4提高能源利用效率使用可再生能源或非碳能源CCS 技術(shù)CO2排放控制尚無經(jīng)濟性好的替代能源提升空間有限高成本，高能耗CO2排放量不斷增上升IPCC: Climate Change 2013開發(fā)低能耗、經(jīng)濟性良好的CO2減排技術(shù)極為必要。CO2 光催化轉(zhuǎn)化制可再生燃料CO2+H2Ofuels+O2太陽能催化劑強氧化性良好的光穩(wěn)定性低毒價格低廉TiO2TiO2是被研究得最為廣泛與深入的催化劑之一光催化

2、劑對太陽能利用率低 禁帶較寬（3.2eV）缺點轉(zhuǎn)化效率低 光生電子空穴對易復(fù)合貴金屬沉積捕獲光生電子，抑制光生電荷復(fù)合增加對可見光的響應(yīng)能力Hou et al, Adv.Funct. Mater. 2013, 23,1612Zhang et al, J. Phys. Chem. C. 2013, 117, 49PtAgAuAg價格更為低廉，受到研究人員廣泛關(guān)注8貴金屬粒徑的影響超細Pt納米顆粒無法捕獲光生電子，且易被氧化，成為復(fù)合中心。粒徑過大的Pt納米顆粒既能捕獲電子，也能捕獲空穴，成為復(fù)合中心。粒徑對Ag捕獲光生電子能力的影響。粒徑對Ag等離子共振效應(yīng)的影響PtAg尚無關(guān)于Ag粒徑大小及分

3、布的影響的深入研究9關(guān)鍵問題關(guān)鍵是在合成過程中精確控制Ag納米顆粒粒徑及其分布浸漬法溶膠凝膠法光沉積法濕化學(xué)法常規(guī)沉積方法無法有效控制Ag納米顆粒粒徑及其分布無法合成步驟多，時間長難以規(guī)?；?2310火焰合成法可精確地控制的納米顆粒的粒徑、結(jié)晶度及物相純度可一步快速合成納米材料，具有規(guī)?；臐撃苋細?、載氣流量前驅(qū)體溫度、濃度樣品采樣位置收集方式11研究目標與內(nèi)容2研究背景與意義1技術(shù)方案與路線3市場前景與應(yīng)用4 以Ag/TiO2催化劑為研究對象，開發(fā)微觀形貌可控的催化劑火焰合成方法，闡述催化劑結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)特征對光催化特性的影響機制，揭示CO2光催化轉(zhuǎn)化機理，為CO2光催化轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用奠定理

4、論基礎(chǔ)。12研究目標研究內(nèi)容不同Ag粒徑的Ag/TiO2催化劑的火焰合成與表征：建立催化劑結(jié)構(gòu)特征與物理化學(xué)特征之間的相互關(guān)聯(lián)。Ag/TiO2催化劑光催化轉(zhuǎn)化CO2活性及產(chǎn)物選擇性分析：關(guān)聯(lián)催化劑結(jié)構(gòu)特征、物理化學(xué)特征及光催化性質(zhì)，揭示CO2光催化反應(yīng)機理催化劑合成對其光催化轉(zhuǎn)化CO2特性的影響機制：通過控制合成條件，調(diào)控催化劑光催化特性，提出催化劑合成控制策略。1314研究目標與內(nèi)容2研究背景與意義1技術(shù)路線與關(guān)鍵技術(shù)3市場前景與應(yīng)用4技術(shù)路線1516催化劑火焰法調(diào)控合成及其對結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)特征的影響機制:關(guān)鍵技術(shù)不同Ag粒徑Ag/TiO2催化劑的控制合成催化劑結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)特征表征Ag/T

5、iO2催化劑合成-結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)特征-光催化特性關(guān)聯(lián)機制： 光催化劑催化活性評價催化劑結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)特征與其光催化特性的關(guān)聯(lián)關(guān)系研究基礎(chǔ)及條件該課題是通過對國內(nèi)外大量研究工作綜合分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身的研究特色和專長提出的；課題是導(dǎo)師負責國家自然科學(xué)基金項目的延伸，課題小組成員具有較好的相關(guān)研究和開發(fā)的基礎(chǔ)；本課題小組成員來自熱能工程、化學(xué)工程、能源與環(huán)境工程等多學(xué)科，形成學(xué)科交叉，優(yōu)勢互補。1718搭建了火焰合成納米材料實驗平臺。研究基礎(chǔ)及條件研究基礎(chǔ)及條件搭建了連續(xù)在線光催化性能評價試驗系統(tǒng)。19研究基礎(chǔ)及條件采用火焰合成法合成了TiO2納米顆粒并對其光催化還原CO2活性進行了評價。20研究基礎(chǔ)及條件21Ce/TiO2 NPsAg/TiO2 NFs表征光催化實驗反應(yīng)機理22研究目標與內(nèi)容2研究背景與意義1技術(shù)方案與路線3市場前景與應(yīng)用423我國一方面CO2減排壓力巨大，另一方面，我國能源需求巨大，還面臨著一定的能源短缺。本項目采用的CO2光催化還原技術(shù)能耗小、成本低，對環(huán)境友好，可與現(xiàn)有CO2控制技術(shù)配合使用，可同時實現(xiàn)CO2減排與資源化利用，具有極大的應(yīng)用潛力。 火焰合成技術(shù)可以快速大規(guī)模合成多種納米材料，并且具有完善的調(diào)控能力，在納米材料合成商業(yè)化方面潛力巨大。因此，該項技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。市場前景與應(yīng)用預(yù)期成果不同Ag粒徑的Ag/