| 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 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2014-05-18 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 冯兆池 ; 李灿 |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 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 |
| 学科主题 | 物理化学 |
| 公开日期 | 2014-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.238.44/handle/321008/119859]  |
| 专题 | 大连化学物理研究所_中国科学院大连化学物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 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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