Dióxido de titânio azul hidrogenado Photocatalytic CO
2Redução, produção de hidrogênio e degradação da matéria orgânica
Dióxido de titânio azul hidrogenado (a: absorção do espectro solar, b: microestrutura, c, d: redução fotocatalítica de CO
2Espectro infravermelho in situ)
Recentemente, a Academia Chinesa de Ciências do Instituto de Cerâmica de Xangai, cerâmicas de alto desempenho e ultraestrutura do Grupo de Pesquisa de Materiais e dispositivos de conversão fotoelétrica, na redução seletiva fotocatalítica de dióxido de carbono para produzir pesquisa de metano de alto valor agregado, fez progressos importantes. Agrupar através do novo design e criação de materiais de dióxido de titânio azul hidrogenado, a realização bem-sucedida de redução de água com pressão ambiente próximo da atmosfera 2Preparação CH 4Conversão eficiente, e reflectância difusa no local, tecnologia de infravermelho de transformação de Fourier, o estudo de profundidade do mecanismo de reação.
Muito CO 2Do efluxo levou ao efeito de estufa intensificado, aumento do nível do mar, acidificação da água e outros problemas globais, como CO 2A conversão em produtos químicos energéticos úteis tornou-se um hotspot de pesquisa. Usando a redução catalítica de energia solar renovável limpa de CO 2, É considerado a maneira ideal de resolver a crise energética e a poluição ambiental. Atualmente, a redução fotocatalítica amplamente utilizada do CO 2Do catalisador para a carga de metais preciosos (como Pt, Pd, Au, Ag) materiais semicondutores, maior custo. 2Devido a barato e fácil de obter, as vantagens de uma boa estabilidade foram redução reduzida fotocatalíticamente 2No entanto, o seu Wide Bandgap (3.2eV), a recombinação séria de pares de elétrons e furos fotogenerados (e-h +) e muitas reações laterais tornam o desempenho fotocatalítico e a eficiência da utilização de energia solar baixas .
Em resposta aos problemas acima, o grupo de pesquisa do projeto de material e a preparação da regulação do intervalo de bandas, dissolvido em solução de etilenodiamina de lítio alcalino como solvente, preparado por um simples dióxido de titânio azul hidrogenado solvothermal de baixa temperatura contendo um grande número de defeitos superficiais. O material exibe excelente redução fotocatalítica de CO 2Desempenho, CH 4O rendimento espaço-tempo de 16,2 μmol g -1h-1A seletividade de até 81% é a melhor relatada no presente. Através do experimento de efeito isotópico cinético e da cooperação do grupo de tarefas YAN Yifan da Universidade de China Oriental, o estudo também utiliza técnicas de infravermelho in situ e outras técnicas no processo de reação e estudo em profundidade do mecanismo de reação. O estudo descobriu que o material na produção fotocatalítica de hidrogênio e a degradação de poluentes orgânicos também apresentaram boas propriedades catalíticas.
Os resultados relevantes da pesquisa foram publicados na ACS Catalysis e foram aplicados para patentes de invenção. A pesquisa foi apoiada pelo programa nacional de pesquisa e desenvolvimento chave, a Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, a Academia Chinesa de Ciências, a Comissão Municipal de Ciência e Tecnologia de Xangai e outros fundos.
