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熱助光催化CO2還原2025/03/14
目前對(duì)于光熱催化還原CO2的定義并不明確,常用來指代以下3類反應(yīng)過程:1)太陽能驅(qū)動(dòng)的金屬氧化物兩步熱化學(xué)循環(huán)還原CO2。在前半段反應(yīng)中,通過光催化產(chǎn)生氧空位,在后半段反應(yīng)中,CO2通過熱催化被氧空位還原成CO。2)光驅(qū)動(dòng)的熱催化還原CO2,太陽能通過集光器轉(zhuǎn)換成熱能,使反應(yīng)器內(nèi)溫度達(dá)1700K,其中CO2還原反應(yīng)與傳統(tǒng)熱催化CO2還原反應(yīng)機(jī)理基本相同,整個(gè)過程中太陽能僅充當(dāng)熱源,這種反應(yīng)對(duì)反應(yīng)器的要求。3)光熱催化CO2還原。反應(yīng)中光催化與熱催化均發(fā)揮一定作用,相互耦合,影響反應(yīng)的活性和選擇性
太陽能制氫、太陽能分解水2025/03/14
太陽能制氫利用太陽能生產(chǎn)氫氣的系統(tǒng),有光分解制氫,太陽能發(fā)電和電解水組合制氫系統(tǒng)。太陽能制氫是近30~40年才發(fā)展起來的。到目前為止,對(duì)太陽能制氫的研究主要集中在如下幾種技術(shù):熱化學(xué)法制氫、光電化學(xué)分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫。熱化學(xué)法制氫太陽能直接熱分解水制氫是的方法,就是利用太陽能聚光器收集太陽能直接加熱水,使其達(dá)到2500K(3000K以上)以上的溫度從而分解為氫氣和氧氣的過程。這種方法的主要問題是:①高溫下氫氣和氧氣的分離;②高溫太陽能反應(yīng)器的材料問題。溫度越高,
用于太陽能水分解的前途、進(jìn)展與挑戰(zhàn)?2025/03/14
太陽能驅(qū)動(dòng)的水分解是生產(chǎn)可再生氫的一種有前景的方法。高效半導(dǎo)體光催化劑的設(shè)計(jì)在這一過程中起著至關(guān)重要的作用。金屬-有機(jī)骨架(MOF)材料的動(dòng)態(tài)發(fā)展為設(shè)計(jì)高效的太陽能水分解復(fù)合光催化劑提供了良好的機(jī)會(huì)。1)太陽能水分解是一種有前途的策略,可用于可持續(xù)地收集可再生太陽能并將其轉(zhuǎn)化為氫燃料。對(duì)于粉末基PC,利用有機(jī)功能配體改性MOF材料已被證明是一種有效的方法。QD,石墨烯和納米尺寸的半導(dǎo)體顆粒等其他功能性成分也已被用來滿足MOF基復(fù)合材料的太陽能水分解需求。對(duì)于膜基PEC系統(tǒng),簡要概述了過渡金屬氧化
光催化2025/03/14
光催化是光化學(xué)和催化科學(xué)的交叉點(diǎn),一般是指在催化劑參與下的光化學(xué)反應(yīng)。半導(dǎo)體材料之所以具有光催化特性,是由它的能帶結(jié)構(gòu)所決定。半導(dǎo)體的晶粒內(nèi)含有能帶結(jié)構(gòu),其能帶結(jié)構(gòu)通常由一個(gè)充滿電子的低能價(jià)帶(valent-band,VB)和一個(gè)空的高能導(dǎo)帶(conductionband,CB)構(gòu)成,價(jià)帶和導(dǎo)帶之間由禁帶分開,該區(qū)域的大小稱為禁帶寬度,其能差為帶隙能,半導(dǎo)體的帶隙能一般為0.2~3.0eV。當(dāng)用能量等于或大于帶隙能的光照射催化劑時(shí),價(jià)帶上的電子被激發(fā),越過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶,同時(shí)在價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴
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