一、研究目的 本研究拟将光促表面催化（PSSCR）技术应用于CO2和.DOC

一、研究目的 本研究拟将光促表面催化（PSSCR）技术应用于CO2和CH4直接含氧化合物的反应，并以该反应为模型，研究CO2和低碳烃直接合成烃类氧化物的有效途径及实现这一途径的技术路线和工艺条件，为CO2和低碳烃类的有效利用提供新的思路。 二、研究内容 1.光催化材料的制备与表征 采用微波水热法合成BiVO4-Graphene复合材料，并通过水热法制备不同金属不同掺杂量的M/BiVO4-Graphene(M=Ag、Cu)复合材料；通过石墨的预处理制备石墨烯薄片，然后采用水热法制备TiNT/Grapheme，采用溶胶-凝胶法制备不同金属不同掺杂量的N/TiNT/Grapheme(N=Pd、Ag、Cu)复合材料。 采用XRD、XPS、FT-Raman、FT-IR、SEM、TEM等技术对所制备纳米复合材料的晶体结构、表面组成和形貌等进行表征。 2.光催化材料光响应性能分析 通过UV-Vis 、DRS测定光催化材料在紫外-可见光波段的吸光性能，分析活性组分在表面的复合效应。 3.光催化材料的化学吸附性能 采用化学吸附－IR 和 TPD－MS 技术对 CH4和 CO2在光催化材料表面的吸附性能进行研究，得到 CH4和 CO2在材料表面的吸附位和吸附态，从而探讨反应机理，为高效光催化剂的开发提供理论依据。 4.光催化材料的反应性能研究 采用常压下固定床环隙光反应器进行 PSSCR－GC 实验，表征所制备光催化材料对目的反应的催化活性，分析材料性质对反应性能的影响以及反应条件对反应性能的影响规律。综合各项研究，对光促甲烷和二氧化碳的反应机理进行探讨。 三、创新点 1.应用气-固两相光催化体系实现CH4和CO2直接合成含氧有机物的反应； 2.结合CH4和CO2化学吸附活化和光催化的特点，设计和制备了金属掺杂BiVO4-Graphene体系复合光催化材料及金属掺杂TiNT/Grapheme体系的复合光催化材料； 3.通过对材料的表面结构，能带结构，吸光性能，化学吸附性能的表征和光催化活性的评价，探讨了光表面催化CH4和CO2直接合成含氧有机物的反应机理。 四、实验部分 BiVO4-Graphene的制备 将40mgGO加入到含10ml去离子水和10ml乙醇的混合溶液中，搅拌分散后超声1h； 将0.01mol Bi(NO3)3·5H2O和0.01molNH4VO3分别溶于10ml纯乙醇溶液和10mlHNO3溶液，室温下搅拌30min； 将上述所得三种液体混合，用氨水将混合溶液PH值调至8.0，持续搅拌30min，得到均匀的悬浮液。 将悬浮液转容积为50ml聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中密闭； 将水热反应釜置于180℃鼓风干燥箱中反应6h，待自然降温至室温后打开反应釜，取出产物； 用蒸馏水将所得产物洗涤五次，收集产物于60℃真空干燥箱中烘干12h后取出，即得BiVO4–Graphene。 Bi2WO6-Graphene的制备 制备方法同BiVO4-Graphene的制备，将NH4VO3溶液该为Na2WO4即可 Ag/BiVO4-Graphene的制备 在调节PH值至8.0之前加入不同质量的Ag NO3或Cu(NO3)2溶液，制备不同掺杂量的M/BiVO4-Graphene及M/ Bi2WO6-Graphene(M=Ag、Cu) 考虑复合氧化物如：CuO、WO3、V2O5、Cu2O、Bi2O3 Graphite oxide薄片的制备 将5g石墨加入到含45mlHNO3和90mlH2SO4的混合溶液中，缓慢加入55g氯酸钾（15min）防止溶液温度迅速升高； 将上述所得混合液室温下搅拌至少三天，充分反应至得到深绿色的混合物； 反应结束后倒掉上层清液，将混合物用5%的HCl溶液洗涤后抽滤，再用去离子水洗涤至pH=7； 将产物（氧化石墨）置于80℃真空干燥箱中储存； 使用前将粉末放入不断通入N2的石英管中，置于管式炉中预热到1050℃并持续此温度30s，即可得到Graphite oxide薄片。 TiNT/ Graphene 的制备 称取一定量的氢氧化钠固体，配置10mol/L的NaOH水溶液； 称量1.0g TiO2颗粒和60mgGO加到80ml 10mol/L的NaOH水溶液中，搅拌分散后超声2h； 将上述悬浊液转移至含有容积为100ml聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中密闭； 将水热反应釜置于鼓风干燥箱中，设置一定温度（140℃、160℃、180℃），保持一定时间（18h、24h、48h）； 水热反应完成以后待温度降到室温后，取出聚四氟乙烯内胆，倒掉上层清液，将沉淀物溶于0.1M的HNO3溶液后抽滤，再用去离子水洗涤至pH=7； 将沉淀放入真空干燥箱中80℃干燥6h后，420℃煅烧2h，即得TiNT/Graphene。)2·2H2O溶解于20ml乙醇，1