- 文献综述(或调研报告):
关于In2O3纳米材料的改性及其光催化还原 CO2的研究综述
麦地努尔·吐尔逊 19216111
摘要;目前,大气中二氧化碳过多,主要是因为发电厂燃烧化石燃料引起的。化石燃料燃烧产生的污染物排放引起的环境问题已成为全球性问题。CO2气体吸热与隔热的性能使得热量无法排放到大气层中,从而引起了温室效应,进一步造成了全球气候变暖。因此,减少大气中的 CO2气体以及 CO2的再利用成为了国内外科学家研究的热点。
关键词; 光催化技术 氧化铟(In2O3) 氧化铟改性方法
第一次工业革命以后,人们开始使用机器代替手工。伴随着科学技术的发展,人类社会的进步,大型机器对化石燃料的需求日益增加,能源短缺问题也随之而来。因此,能源短缺与环境污染已成为当今世界各个国家所面临的两大共同难题。
针对 CO2问题,人们尝试出了一些措施,例如:物理吸附收集储存 CO2、化学方法减少 CO2排放、生物固定 CO2,循环利用等,但是效果不明显,还会出现二次污染等一些问题。 CO2再转化技术时人们迫切地需要一个技术手段,从根本上控制和利用 CO2,减缓能源和环境危机,还可以制造出化学产品。
1.目前CO2再转化技术新的技术是光催化技术。
光催化技术是一项将催化和光学相结合的技术,涉及到光吸收、光催化剂和光反应三部分。能够利用太阳不同范围的光能,在光催化剂的作用下,发生的化学反应,同时也叫“光诱导”或者“光激发”。光催化剂在其中起着决定性作用,它们既可以吸收太阳光,催化反应物发生化学反应,同时又能在反应前后,保证材料本身不发生变化。
早在 1921 年,瑞士人 Renz 发表了有关 TiO2光催化的相关文献,人们开始把目光聚集到 TiO2材料上,相继报道了 TiO2 光催化分解颜料,光催化氧化异丙醇制备丙酮,光催化分解氯唑天蓝等研究。直到 1972 年在《Nature》上,发表了一篇由日科学家 Fujishima 和 Honda 撰写的 TiO2电极光电催化分解水的文章,光催化研究才倍受光注,并且称之为“Honda-Fujishima”效应。恰逢当时全球性能源危机出现,世界各国的科学家将目光投向洁净、安全、充足的太阳能上,而光催化技术恰好能够将光能转化为化学能储存起来,成为一种极具发展潜力的新途径。随后,针对光催化剂的研究也广泛开展起来,研究内容也越来越多样化。
目前已经研究光催化剂有碳纳米管、纳米金属、纳米氧化物和富勒烯对有机物的吸附作用,另外还有一些有机材料作为吸附剂。纳米氧化物一般具有非常高的晶格能,较大的比表面积和更多的活性位点使得其具有非常好的吸附性能。因此纳米材料在用于解决当今世界的环境污染和能源危机方面具有很大的前景,纳米材料目前正朝着高效率、廉价和环境友好的方面发展。在过去四十年的时间里,研究者发现了多种不同类型半导体,最早发现的 TiO2、SnO2、In2O3、Fe2O3、ZrO2和 WO3被广泛的应用于气体传感、光催化降解、光解水产氢等领域,但还有越来越多性能优越的纳米材料被广泛应用于吸附有机物以及气体还原方面。其中半导体材料In2O3通过光催化技术将二氧化碳催化转化成甲醇。
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