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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。