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