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当今人类面临环境恶化以及一次性能源日益枯竭两大问题,传统能源产生的温室气体CO2对环境构成了严重的威胁。因此利用可持续的太阳能将CO2转化为燃料资源如甲醇是许多科学家关注的焦点。本论文采用一种新的方法制备TiO2纳米线,以介孔SiO2球作为模板,气相生长法制备了直径只有8～10nm的Ti02纳米线,这些纳米线比表面积大,分散性好,在模拟可见光催化C02合成甲醇的反应中,展现了比工业P25更好的催化性能。为进一步提高Ti02纳米催化剂在可见光下催化CO2和H2O合成甲醇的产率,通过在TiC14的水解气氛中引入氨气,将钛源(TiC14)与修饰物在气相中混合,实现了在分子水平上的均匀混合,并成功地将氮以取代掺杂的方式掺进TiO2晶格。掺N后的Ti02(N-TiO2)纳米线带隙变窄,能够吸收更多的可见光,荧光强度变低,光生电子-空穴的复合率变小,甲醇的产率得到了提高,300W氙灯照射 2 h,甲醇产率为 1390.10 μmol/g-cat。在掺N的基础上,在纳米线表面负载一种新的非晶态氧化物半导体(Ni-Mo-B-O)形成异质结催化剂,我们发现当非晶态氧化物半导体化学组成为Ni1.92Mo6.42BO21.74时,它的禁带宽度只有1.8eV(vsRHE),可以实现可见光全波段吸收,并且具有很高的导带位置(-1.3eVvsRHE),与TiO2纳米线形成异质结半导体催化剂后,不仅可以实现可见光全波段吸收,而且荧光强度进一步降低,在可见光下合成甲醇的产率得到了极大的提高。300W氙灯照射2h,催化合成甲醇产率为7174.81 μmol/g-cat;此外,通过改变这种非晶态氧化物半导体的化学组成可以调变它的禁带宽度与导带位置。采用了SEM、TEM、XPS、UV-Vis、XRD、PL、SPS、UPS 等表征手段,研究了催化剂的形貌、晶型、元素价态、可见光吸收强度、电子空穴对复合率以及能带结构等性能。