KeyWords: CeO2 ；Fe2O3 ；heterojunction bipolar ；Reduction of carbon dioxide

目录

1。绪论 6

1。1主要研究内容 6

1。1。1研究背景 6

1。1。2研究现状 7

1。2文献综述 8

1。2。1 氧化铈（CeO2） 8

1。2。2 氧化铈（CeO2）的性质 8

1。2。3 光催化异质结的近况及其存在的问题 8

1。2。4 改性光催化剂 9

1。3 方案论述 9

1。3。1 实验方案 9

1。3。2 技术路线 10

1。3。3 可行性论证 10

1。3。4 预期研究的创新点 10

2 实验部分 11

2。1 实验药品及主要仪器 11

2。1。1实验原料 11

2。1。2实验主要仪器及原理 11

2。2 实验操作 15

2。2。1 氧化铁/氧化铈的制备 15

3。结果与讨论 18

3。1氧化铁/氧化铈相关XRD图谱分析 18

3。1。1 氧化铁的XRD图谱分析 18

3。1。2 氧化铈/氧化铁的XRD图 19

3。1。3 掺杂铁的氧化铁/氧化铈的XRD图 20

3。2 氧化铈/氧化铁表面形貌分析 22

3。2。1 氧化铁的SEM图 22

3。2。2 不同产物的TEM图 22

3。3 产物的性能 23

3。3。1 产物的气相色谱图 23

3。3。2 各样品产生的甲烷对比图 25

3。4 产物X射线光电子能谱测试 26

3。4。1 产物XPS分析 26

3。5 光学性质分析 28

3。5。1 M-S图形、紫外光谱 28

3。5。2 光学性质分析 29

4。结论 31

5。致谢 32

参考文献 34

1。绪论

1。1主要研究内容

1。1。1研究背景

21世纪以来，能源欠缺和环境污染是人类一贯面临的巨大问题之一。随着人类社会活动的增长，加快了消耗化石燃料的速度；随着化石能源的燃烧造成了以二氧化碳为主的温室气体排放急剧增加，再者植被的减少，打破了自然界碳循环平衡，最终导致两极冰川融化，海平面上升，影响人类的生存空间，这就是目前时政热议的“全球气候变暖”现象。因此当前各国政府和科学家们地重要研究方向是如何稳定控制或减少大气中二氧化碳总量的方法，以积极应对能源危机和气候变暖现象。

通过模拟自然界中植物的光合作用，在半导体催化剂作用下，利用太阳能把大气中的二氧化碳转化为方便存储和运输的碳氢燃料，是实现碳的循环利用和开发新能源的一项“梦幻”工程。太阳能是最清洁而又取之不尽用之不竭的自然能源。绿色植物在光照作用前提下将CO2和H2O转化为碳水化合物的过程就是光合作用（如图1），一直以来光合作用间接或直接的为人类提供了使用的能源和物质。人工光合作用（即模拟自然界中的光合作用），是利用光催化剂在光照下将太阳能转化为氢能源（或碳氢化合物燃料），并降低大气中二氧化碳（CO2）的含量。因此，光催化剂的应用可能是新能源利用和环境净化的关键。为今后的能源利用和环境污染治理提供实际的突破[9]。她的应用代表了当前新能源利用和环境净化发展趋势的前沿，显示新能源开发和利用前景广阔。