微生物络合法制备C掺杂钙钛矿及其光催化还原二氧化碳的研究

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CO2作为一种主要的温室气体,对其进行化学固定有很重要的研究价值。光催化反应由于其对太阳能的有效利用,可以在常温常压下反应等优点已经逐渐引起了人们的重视。钙钛矿光催化剂具有可见光的活性,在光催化反应中有了很多的应用。本文以改性钙钛矿型化合物LaBO3(B=Fe,Co,Ni)为光催化剂,对光催化还原二氧化碳反应进行了系统研究。考察了负载Pt,A,B掺杂和微生物法碳掺杂等改性方法对催化剂性能的影响,借助XRD,XPS,SEM,DRS和IR等表征手段对催化剂进行表征。主要研究结果如下: 1.利用光还原铂负载对钙钛矿LaCoOa进行改性,可以的有效的减少光生电子与空穴的复合提高光催化性能,通过对光沉积铂过程研究表明,加入空穴捕获剂,可以提高铂的还原效率,有利于在催化剂表面形成铂的团簇结构,从而提高催化剂光催化还原二氧化碳的活性。 2.由于微生物地衣芽孢杆菌(R08)含有大量的羧基和氨基等络合还原性基团,利用R08部分取代柠檬酸作为络合掺杂剂,制备了掺碳钙钛矿型C—LaBOa(B=Fe,Co,Ni)光催化剂。碳的掺杂利于催化剂的吸收带边发生红移,表面氧缺陷量增加,但过量的掺杂会引起光生电子与空穴进一步复合,使催化剂的光催化活性降低。 3.用柠檬酸络合法制备了A位掺杂Sr,B位分别掺杂Fe和Cu后La1—xSrxCoO3,LaCo1—xFexO3和LaCo1—xCuxO3催化剂,用微生物络合掺杂C后制备了一系列催化剂C—La1—xSrxCoO3,C—LaCo1—xFexO3和C—LaCo1—xCuxO3。研究了不同的掺杂条件对催化剂晶体结构,吸收带边移动和B位Co离子的价态,以及掺杂前后催化剂活性的影响。研究表明,单独在A位掺杂Sr,B位掺杂Fe或Cu,能够改善催化剂的活性,而在掺杂C后催化剂的活性进一步提高。
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本文用“绿色化学品”碳酸二甲酯(DMC)代替光气与间甲苯胺合成间甲苯氨基甲酸甲酯,进而热分解生成间甲苯异氰酸酯。该法具有反应条件温和、催化剂价廉、仅生成副产物甲醇等优点。若同甲醇气相氧化羰基化制备DMC工艺相结合,可构成“零排放”的绿色合成工艺过程。本文对碳酸二甲酯与间甲苯胺反应合成间甲苯氨基甲酸甲酯的催化剂种类及工艺条件进行了研究。通过对三种类型催化剂甲醇钠、乙酸锌和氧化铅催化效果的比较,发现乙
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