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随着工业快速发展,造成的环境问题日益加剧,绿色环保和节能逐渐成为工业发展首要考虑的因素。现今,新兴的光催化还原CO2技术在转化和利用二氧化碳方面作用显著,基本可以实现绿色环保和节能的目的。光催化还原CO2就是在光的照射下,将CO2还原为甲醇、一氧化碳、甲烷等具有使用价值的有机物。本文主要研究金属单掺杂TiO2和双金属共掺杂TiO2对光催化还原CO2的影响和金属掺杂使TiO2光催化性能发生改变的一些内在规律。采用溶胶-凝胶法和高温煅烧法制备金属Mn、Fe、Co、Ni、Cu、La分别单掺杂TiO2,各金属单掺杂质量分数分别为0.3wt%、0.5wt%、0.7wt%、1.0wt%。利用TG-DTA、XRD、FT-IR、SEM、XPS等表征手段对制备的催化剂进行表征,结果表明,在750℃下煅烧的1.0wt%Ni-TiO2光催化剂的粒径较小、金属负载价态较多、粒度分布均匀,且Ni以+3价和它对应的混合价存储于光催化剂中。进行光催化还原CO2的实验,通过测定主产物甲醇的产率,判断出光催化活性最好的金属单掺杂TiO2光催化剂,结果表明,在催化剂投入量为4 g/L、反应温度为70℃、CO2流量为200 mL/min等反应条件下,1.0wt%Ni-TiO2的甲醇产率高达2.66μmol/(h?gcata),Co-TiO2的光催化活性最差,其甲醇产率为0.66μmol/(h?gcata)。采用溶胶-凝胶法和高温煅烧法制备Mn、Fe、Co、Ni、Cu、La双金属共掺杂TiO2,各双金属共掺杂质量分数分别为0.2/0.8wt%、0.4/0.6wt%、0.6/0.2wt%、0.8/0.2wt%。利用TG-DTA、XRD、FT-IR、SEM、XPS等表征手段对制备的催化剂进行表征,结果表明,在700℃下煅烧的0.4/0.6wt%Cu/Ni-TiO2光催化剂的粒径较小,粒度分布均匀,Cu和Ni分别以+2价和+3价以及它们对应的混合价存储于光催化剂中,双金属共掺杂TiO2混合价态结合能对应的特征峰比金属单掺杂TiO2的多,且金属单掺杂TiO2比双金属共掺杂TiO2的粒径小,粒度分布更均匀。进行光催化还原CO2的实验,通过测定主产物甲醇的产率,判断出光催化活性最好的双金属共掺杂TiO2光催化剂,结果表明,在催化剂投入量为4 g/L、反应温度为80℃、CO2流量为250 mL/min等反应条件下,0.4/0.6wt%Cu/Ni-TiO2的甲醇产率高达3.25μmol/(h?gcata)。有Mn参与共掺杂的光催化剂均呈金红石相占大比例的混合晶相,光催化活性很低。图24表10参72