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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 物理化学
题名: 光催化转化生物质制备化学品及燃料电池的研究
作者: 种瑞峰
答辩日期: 2014-05-18
导师: 冯兆池 ;  李灿
专业: 物理化学
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 太阳能和生物质是自然界中的两大可再生资源。利用太阳能转化生物质可以缓解对化石能源的依赖,是解决能源和环境问题的途径之一。为此,本论文开展了光催化转化生物质的研究,主要包括 (i) 生物质转化制备化学品和(ii) 生物质转化电能,取得如下主要结果:在担载贵金属TiO2催化剂上,甘油通过C-C键断裂方式转化为羟基乙醛(HAA),同时释放出H2和甲酸。产物HAA的选择性受TiO2暴露晶面的影响。金红石高比例暴露{110}晶面时,产物HAA选择性高达90%以上。电子顺磁共振分析和理论计算结果表明,催化剂的表面结构及活性氧物种的差异是造成产物HAA选择性差异的主要原因。光照条件下,葡萄糖在TiO2上通过C1-C2断裂方式 (-scission) 转化为阿拉伯糖、赤藓糖,同时生成H2和甲酸。以金红石相TiO2高比例暴露{110}晶面的催化剂上,葡萄糖转化率达65%时,产物总选择性仍能保持在90%以上。。通过与阿拉伯糖、赤藓糖以及多元醇在金红石暴露{110}晶面光催化上反应过程的比较,发现C1-C2断裂是醛糖在TiO2上光催化转化的特有性质。以可见光吸收的-Fe2O3为光阳极,Pt为对电极,组装光助生物质燃料电池。研究表明,助催化剂能显著提高-Fe2O3电极的光电响应以及电池的效率。以葡萄糖为燃料,Ni(OH)2/-Fe2O3为光阳极,电池的功率密度为0.18 mW cm-2,是-Fe2O3为光阳极的2倍之多。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/119859
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种瑞峰. 光催化转化生物质制备化学品及燃料电池的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2014.
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