生物質(zhì)基碳?xì)饽z光催化劑的制備與性能研究進(jìn)展

焦 月,丁嘉宣,梅長彤,肖惠寧,李 堅(jiān)

(1.南京林業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京 210037;2.新布倫瑞克大學(xué) 化學(xué)工程系,新不倫瑞克 弗雷德里克頓 E3B 5A3;3.東北林業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引 言

我國對新能源主要界定為:以新技術(shù)為基礎(chǔ),已經(jīng)開發(fā)但還未大規(guī)模應(yīng)用的能源,或正在研究試驗(yàn),尚需進(jìn)一步開發(fā)的能源[1]。太陽光是一種廣泛、清潔的能量來源,在我國西部地區(qū),包括新疆、西藏南部、甘肅北部等地區(qū)擁有豐富的光照資源。與常規(guī)能源相比,太陽能具有儲(chǔ)量豐富、可持續(xù)性、清潔環(huán)保以及普遍性。目前,光伏發(fā)電、太陽能取暖等產(chǎn)業(yè)在我國得到長期推廣,而光催化反應(yīng)是太陽能有效利用方法,但距離大規(guī)模應(yīng)用仍需克服諸多困難。

光催化是指能夠在光照條件下誘發(fā)光氧化-還原的現(xiàn)象,在制氫及污染物降解等領(lǐng)域前景廣闊[2-5]。與常規(guī)反應(yīng)相比,光催化反應(yīng)利用光催化劑吸收光子能量,生成的光生電子與空穴對具有強(qiáng)氧化還原能力,能夠在溫和環(huán)境下實(shí)現(xiàn)原本需要在苛刻條件下才能實(shí)現(xiàn)的反應(yīng),使分解水制氫氣、還原CO2等需高溫高壓等復(fù)雜條件的反應(yīng)能夠在常溫常壓的常規(guī)反應(yīng)條件下實(shí)現(xiàn)。然而,光催化劑常出現(xiàn)活性低、易被光腐蝕、量子效率低、禁帶寬度大、太陽光利用率低等問題,造成光催化技術(shù)難以廣泛應(yīng)用[6]。為得到性能優(yōu)異的光催化劑,需對光催化劑改性,常規(guī)方法有改變晶體結(jié)構(gòu)、表面光敏化、雜原子摻雜和復(fù)合半導(dǎo)體等[7]。……