未掺杂和稀土离子掺杂tio-%2c2-制备及光催化制氢规律研究.pdf

呈第一章概述圭堡墨塑堕圭基王堡墨盟剑墨丛堂焦垡型塾型堡型能源概况能源是人类赖以生存的基础,是国民经济和社会发展的重要战略物资。经济、能源与环境的协调发展,是一个国家健康发展的重要前提。很早以前我国就已经开始开发和利用自然界中各种形态的能源了,但在建国初期,我国一次能源的生产总量只有万吨煤。在改革开放以后,中国能源无论从数量上还是质量上都取得了空前的进步。,但人均能源资源占有量不到世界平均水平的半。虽然从现在的能源供需形式来看,我国的能源缺口景较小,但根据预测,中国未来能源供需的缺口量将越来越大,天然气等能源的大量开发和使用使得地球环境日益恶化,从年到∞年,空气中的ǘ燃剧上升,见图】.8源耍如何在开发和使用新能源资源的同时保护好我们赖以生存的地球环境,已经成为一个全球性的重大课题。见表籰夜凸┬杵胶饧霸げ。同时,石油、煤和鹟一我国政府已经将生态环境保护确立为~项基本国策,并在《中国世纪议程》中提出—畆.———————.!—!!!.——、
第四,氢能是一种无色、无臭、无毒、使用安全的燃料,而且它可以以气态、液态或圊态的金属氢化物形式出现,可以适应储运及各种应用环境的不同要求。目前,世界氢主要应用于石油化工产品的加氢精制以及台成氨档取辏世界氢的年消耗量为亿立方米,其中%的氢用于石油炼厂;约%的氢用于生产化学品,主要用于合成氨与台成甲醇;只有サ那庥糜谄渌〉腡业市场。据预测,到年,我国对氢的需求约为万吨,而到年,我国氢能的需求将达到万吨,是目前世界耗氢量的丁能源短缺和日益突出的环境问题,以及燃料电池技术的出现都推动了“氢能经济”的产生,研究能替代化石资源的氢能已成为世界各国可持续发展能源的战略决策⋯。实际上,目前人们已经开始尝试在一定范围内使用氢能源,液态氢已被广泛的用作火箭或导弹的高能燃料。年拢毡镜那馄翟诟皇康母咚俟飞弦,乃俣仁猿党晒Α年拢樟3晒κ苑闪说谝患芤呵釫机。年拢拦ㄓ闷倒就瞥隽“氢能概念”汽车一“氢动拧弊魑Oつ岚略嘶崧砝杀热目5莱担罡呤彼俅锏,可连续行使。年,我国也开始在北京和上海试用氢能公共汽车。世界各国在尝试使用氢能的同时,也在加火投资力度开发高效、廉价的氢能。年,美国国会通过了未来氢能法规,批准亿美元用于氢能的研究。年浚拦芡巢际残纪蹲诿涝J凳〧,其中亿美元直接用于氢能的生产、储存和分配所需要的技术和基础设施,从而满足燃料电池车和发电的需求。年绿岢隽恕扒经济计划”,在未来最年将投资亿美元进行可再生能源的研究。⒛替代化石能源的清洁能源。其它国家如德国、法国、以色列等也投入巨资加入这一战略能源的研究行列。我国南京大学、上海交大及中科院理化所、大连化物所等单位在光催化分解水制氢方面也取得了各有特色的成果。目前,约%的氢来源于天然气、石油和煤三大化石资源,电解水制氢仅占表K淙淮踊试粗魄獾南钟泄ひ粘墒欤杀疽步系停渥试从邢耷也豢稍偕未掺杂和稀土离子掺杂的制各及光催化制氢规律研究
查塑墨塑堕圭堕王堡茎盟型鱼丛堂堡些劁氢塑堡型塑在获得氢的同时,又向大气排放了大苗的温室气体。从化石资源制氢面临着资源短缺和环境恶化的双重威胁,从长远看,不符合可持续发展的需要,因此利用可再生能源从非化石燃料制氢是解决国家能源安全和环境问题的有效途径之一。从非化石燃料制氢包括生物质制氢,太阳能光催化分解水制氢和可再生能源发电电解水制氢.,其中通过太州能光催化分解水制氢是一个既环保又经济的有效方法。太阳能是地球上能量的最终来源,既是一次能源义是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。地球上海水资源十分丰富,通过太阳能把海水中的氢释放出来,经利用历叉生成水,不对环境造成任何污染,因此近年来,利用太阳能光催化分解水制氢已引起世界各国的广泛重视。我国是太阳能资源丰富的国家之一,每年陆地接收的太阳辐射能相当丁亿吨—
能够用于光催化分解水制氢吼光催化分解水的反应机理如下【:查堡銎塑鲎主曼王竖銎里的型鱼丛堂堡垡型塾塑堡堑壅光催化分解水研究的进展蛍㈩采鞫逑笛芯抗庹誘勰⑾种挥谐跏小时高的量子效率【浚方式俳岷弦彩窍嗟毕灾模赏üド傻钠嗖镆种颇娣应【】。由于存在光生电子和空穴的再结合及生成的氢和氧的逆反应,在没有牺牲剂存在的条件下,半导体光催化分解水的反应效率通常不是很高。光催化分解水的机理能带结构沿布里渊高度对称,轨道分裂成为%和‰两个亚层,但全是空轨道,电子占据停艽环衙啄芗洞τ趕,艽汀肽艽洌蛔畹偷牧礁黾鄞嘤τ趏能级·接下来的黾鄞嘤τ贠印能级;晟低的两个导带是产生的,更高的导带能级是。印产生的。,年,.蚑瓽使用高压汞灯照射水蒸气饱和的粉末,发现有极微量的和放出,几小时后其速度接近于零㈣