co2在铜掺杂的tio2纳米管中的光催化还原研究

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1、C02在铜掺杂的TiO2纳米管中的光催化还原研究张宏忠张钰叶长明王明花秦小青李华中郑州轻工业学院材料与化学工程学院中国轻工业污染治理与资源化重点实验室环境污染治理与生态修摘要：分别通过阳极氧化法和电沉积法制备了门02纳米管及铜掺杂的TiO2纳米管(CuxOy/TiO:纳米管)复合材料。利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能谱分析等手段对材料进行表征。结果表明：用阳极氧化法制备的Ti02纳米管为锐钛矿型，平均管直径为90110™，平均管长为300™左右;采用电沉积法制备的CuxOy/TiO2纳米管中铜以CuO的形式存在。

2、在密封悬挂式光催化系统中，研究不同浓度CuSO4电镀液制备的CuO/TiOjft米管对C02的光催化还原行为。在500W氙灯光照的条件下，Ti02纳米管和Cu0/Ti02纳米管还原(：02的产物是CO和CH,;TiO2纳米管在光照6h时，CH：的产率达到1.3X107(cm2•h),而0.04mol/LCuS04电镀液制备的CuO/TiO2纳米管在同样条件下，CH4的产量达到3.7X107(cni2*h)。这说明CuO/TiO2纳米管显著提高了C02的光催化还原效率。关键词：铜掺杂;Ti02纳米管;光催化;还原;C02;COj

3、.甲烷;作者简介：张宏忠(1968-)，男，博士，教授，主要从事光催化技术、膜技术和水处理技术和工业废渣等方面的研宄。收稿日期：2016-08-01基金：河南省高校科技创新人才支持计划(2013IIASTIT031)Copper-dopedTi02nanotube:characterizationandphotocatalyticreductionactivityforC02ZhangHongzhongZhangYuYeChangmingWangMinghuaQinXiaoqingLiHuazhongSchoolofMater

4、ialandChemicalEngineering，ZhengzhouUniversityofLightIndustry;Abstract：Byusingthemethodsofanodicoxidationandelectrodeposition,TiO2NTsandcopper-dopedTiO2NTs(CuxOy/TiO2NTs)wereprepared,respectively.TheobtainedTi02NTsandCux0y/Ti02NTswerecharacterizedbyX-raydiffraction,s

5、canningelectronmicroscopyandX-rayphotoelectronspectroscopy.TheresultsshowedthatTi02NTspreparedbyanodicoxidationwereinanatasetypewithaveragetubediameterof90nmto110nmandaveragelengthofabout300nm.AswellasthecopperinCux0y/Ti02NTspreparedbyelectrodepositionwasintheformof

6、CuO.Inasealedphotocatalyticsystem,thephotocatalyticreductionactivityofCuO/TiO2NTsforC02wasinvestigated.UndertheconditionofUVlight,bothTi02NTsandCuO/TiO2NTscanreduceC02intoCOandCH.,.TheproductionrateofCIliwithTi02NTsandCu0/Ti02NTs(preparedintheplatingsolutionof0.04mo

7、l/LCuSOi)was1.3X10V(cm2•h)and3.7X10V(cm2•h)during6hUVlight,respectively.Therefore,CuO/TiO2NTscansignificantlyimprovetheefficiencyofphotocatalyticreductionforC02.Keyword：copper-doping;Ti02NTs;photocatalysis;reduction;carbondioxide;carbonicoxide;methane;Received：2016-

8、08-01随着时代的不断变迁，人类社会生产生活中对化石燃料的需求量越来越大，空气中C02的含量越来越高，严重影响了生态平衡，温室效应日益严重。解决温室效应问题不仅要减小温室气体排放，还需从源失解决。co2的传统处理方法有物理同定法、化学阀定法和生物同碳法［1-3］。这些方法均