半导体光催化材料利用太阳光能将二氧化碳还原为燃料，是可持续并且无污染的能源转换和储存方式，理论上可从根本上解决全球面临的环境污染和能源短缺问题。本书以二维SnS2、介孔TiO2和钛硅分子筛TS-1材料为研究对象，通过多种策略（掺杂、缺陷、负载贵金属、异质结等），设计和开发改性的光催化剂，旨在提升其在光催化二氧化碳转化方面的活性及产物选择性，并通过结构表征、光电表征、原位表征等手段，揭示微结构与光催化性能和产物选择性之间的构效关系，从而优化二氧化碳还原和太阳能转换的材料体系。主要内容如下：
1. SnS2基材料光催化还原二氧化碳活性研究
2. Ag负载的缺陷态介孔TiO2实现高效的光催化还原二氧化碳
3. TS-1基材料光催化还原二氧化碳性能研究

　　
　　
目 录
第1章 绪论1
1.1 引言1
1.2 光催化还原二氧化碳的基本原理2
1.2.1 光催化还原二氧化碳的反应过程2
1.2.2 光催化还原二氧化碳的热力学过程3
1.2.3 光催化还原二氧化碳的动力学过程5
1.3 光催化剂的改性策略9
1.3.1 形貌调控10
1.3.2 缺陷工程10
1.3.3 负载贵金属16
1.3.4 构建异质结17
1.4 光催化还原二氧化碳的研究进展19
1.4.1 SnS2基材料光催化还原二氧化碳研究进展19
1.4.2 TiO2基材料光催化还原二氧化碳研究进展21
1.4.3 TS-1基材料光催化还原二氧化碳研究进展23
1.5 光催化还原二氧化碳面临的主要问题24
1.6 本书的研究内容25
第2章 SnS2基材料光催化还原二氧化碳活性研究28
2.1 引言28
2.2 实验部分29
2.2.1 实验试剂29
2.2.2 实验仪器设备29
2.2.3 催化剂的制备30
2.2.4 表征方法31
2.2.5 光催化还原二氧化碳测试方法33
2.3 SnS2的形貌调控34
2.3.1 硫源种类对SnS2形貌的影响34
2.3.2 硫源浓度对SnS2形貌的影响35
2.3.3 添加剂对SnS2形貌的影响35
2.3.4 SnS2片厚度的调控37
2.3.5 本节小结38
2.4 In掺杂SnS2薄片促进可见光驱动的光催化还原二氧化碳性能38
2.4.1 引言38
2.4.2 结果与讨论39
2.4.3 本节小结46
2.5 0D-2D ZnO/SnS2异质结提升光催化还原二氧化碳活性47
2.5.1 引言47
2.5.2 结果与讨论47
2.5.3 本节小结52
第3章 Ag负载的缺陷态介孔TiO2实现高效的光催化还原二氧化碳53
3.1 引言53
3.2 实验部分54
3.2.1 实验试剂54
3.2.2 实验仪器设备54
3.2.3 催化剂的制备54
3.2.4 表征方法55
3.2.5 光催化还原二氧化碳测试方法55
3.3 结果与讨论55
3.3.1 结构表征55
3.3.2 光电表征59
3.3.3 吸附性能60
3.3.4 光催化还原二氧化碳性能61
3.3.5 反应机理63
3.4 本章小结64
第4章 TS-1基材料光催化还原二氧化碳性能研究65
4.1 引言65
4.2 实验部分66
4.2.1 实验试剂66
4.2.2 实验仪器设备66
4.2.3 催化剂的制备66
4.2.4 光阴极的制备67
4.2.5 表征方法68
4.2.6 光催化还原二氧化碳测试方法68
4.2.7 光电催化还原二氧化碳测试方法68
4.3 Ag/TiO2共修饰的TS-1提高光催化还原二氧化碳性能68
4.3.1 引言68
4.3.2 结果与讨论69
4.3.3 本节小结79
4.4 Ag/Cu共修饰的TS-1提高光催化还原二氧化碳性能79
4.4.1 引言79
4.4.2 结果与讨论80
4.4.3 本节小结93
第5章 本书总结94
参考文献97