Ni-Zn-Cr(Al)系復(fù)合金屬氧化物的制備及其光催化還原二氧化碳性能研究.pdf

1、在溫室效應(yīng)和能源危機日益嚴峻的形勢下,利用自然界廣泛存在的太陽能光催化資源化利用CO2,在減少CO2排放的同時獲得碳氫燃料,具有光明的發(fā)展前景也充滿著挑戰(zhàn)。
　　本文研究層狀復(fù)合金屬氫氧化物(LDHs)及其氧化物(LDOs)用于光催化還原二氧化碳制備碳氫燃料。建立了優(yōu)化的連續(xù)流光(熱)催化反應(yīng)及檢測裝置;通過詳細研究制備方法和制備條件獲得光催化材料樣品;用XRD、DRS、TG-DSC、BET、TEM以及FT-IR等方法對所得樣品進

2、行表征,獲得催化劑制備、性能表征以及催化劑結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)規(guī)律性,為進一步的催化劑設(shè)計提供實驗基礎(chǔ)。
　　論文借助UG、CAD、FLUENT和ANSYS等軟件輔助設(shè)計了光熱耦合催化反應(yīng)器,評價了不同反應(yīng)器的透光性和流場分布對催化活性評價的影響。通過對連續(xù)流氣固體系光催化轉(zhuǎn)化CO2系統(tǒng)進行誤差分析,確定了催化反應(yīng)的最佳水汽量與反應(yīng)溫度。分別采用共沉淀法、水熱法以及檸檬酸絡(luò)合法在不同合成條件下制備了一系列 Ni/Zn/CrLDHs樣品,

3、發(fā)現(xiàn)油浴22 h的pH10條件下制備的Ni3Zn2Cr1 LDHs具有最佳結(jié)構(gòu)及最高活性。以該樣品為前驅(qū)體在不同溫度下熱處理得到相應(yīng)的復(fù)合金屬氧化物Ni3Zn2Cr1,研究結(jié)果表明經(jīng)500oC焙燒后,可形成高度分散、粒徑小而均勻的NiO,樣品表現(xiàn)出較好的活性。助催化劑Cu的適量負載可以提高樣品的催化活性,負載量為0.2 wt％時, CH4和CO產(chǎn)率達到最大,分別為70 nmol·h-1·gcat-1和1900 nmol·h-1·gcat