金属碲化物催化剂的制备及其光催化还原CO2研究

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近年来,由于大量使用化石燃料引起了“温室效应”和能源危机加剧,半导体催化剂光催化还原CO2转化为高附加值的有机化合物引起了极大的关注。TiO2、ATiO3(A=Sr,Ca,Ba,Pb)、ZrO2和WO3等材料被研究人员广泛用于光催化还原CO2,然而一些材料,如无机碲化物并没有受到关注。用金属碲化物半导体进行光催化还原CO2,是研发光催化还原催化剂的一个重要方向。本研究基于金属碲化物光催化剂,探究了以下几个方面:  (1)采用无模板水热法制备了CoTe材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)分光光谱和光电子能谱(XPS)等技术对所制备的CoTe材料进行了表征。通过可见光(λ>420nm)光催化还原CO2测试CoTe的催化活性,发现催化剂在不同溶剂(三次水和DMA)中产物相同,加入牺牲剂TEOA后,产物由CH4变为CO,这种转变可能是由于存在TEOA时,能改变催化剂的吸脱附性能,并与光生空穴发生反应从而抑制光生载流子复合。  (2)通过无模板水热法制备了ZnTe介孔微球材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)分光光谱和光电子能谱(XPS)等技术对所制备的ZnTe材料进行了表征。通过可见光(λ>420nm)光催化还原CO2测试ZnTe的催化活性,发现所得催化剂在溶剂为DMA、牺牲剂为TEOA时有一定的催化还原能力。  (3)以上述ZnTe微球分别和氨基重氮盐、羧基重氮盐采用搅拌方式机械复合,通过红外光谱测试、EDX测试、X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等表征分析发现,ZnTe与氨基重氮盐能有效复合,通过可见光(λ>420nm)光催化还原CO2测试ZnTe表明修饰后的催化活性,发现,即使在弱光强条件下,其催化能力相对于修饰前也能有所提高。
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