题目：二氧化碳光催化还原

随着能源与环境危机的日益严重，人们对太阳能利用越来越感兴趣，因为它是一种取之不尽的清洁能源。光催化化学作为太阳能利用的一个方面，也越来越受到人们的关注。利用半导体最为光催化剂的光催化化学，不仅是利用能源的一个手段，而且广泛利用于环境保护等方面。本文利用TiO2作为光催化剂，研究了在紫外光和可见光下光催化还原CO2的量子产率。本文用微乳液法制备了纳米二氧化钛，用X光衍射测定了它的晶型为纯锐钛矿，用透射电镜测定了其粒径大小为50 nm，用紫外－可见吸收光谱测定了其吸光性，特征吸收波长为350 nm，可见光区几乎没有吸收。在TiO2基础上制备了光催化剂CuO/TiO2和TiO2/IO，用紫外－可见吸收光谱研究了它们吸光性的改进，发现在可见光范围的吸光性得到了改善。利用制备的光催化剂进行了光催化还原二氧化碳实验，然后测定了反应液中总有机碳（TOC）的大小，研究了碳酸钠浓度，亚硫酸钠浓度和pH值对TOC影响，确定了最佳反应条件为：碳酸钠质量百分数0.5 g/L，亚硫酸钠质量百分数1 g/L，pH值3。同时，用一种近似测量光源光子数的方法测定了高压汞灯（紫外光源）和氙灯（可见光源）的光子数，然后近似地计算了每种催化剂在不同光源下光催化还原二氧化碳地量子产率。结果发现，3 wt%CuO/TiO2活性最高，其在紫外光下的量子产率为0.574，在可见光下的量子产率为0.580。TiO2/IO(2)在紫外光下具有最高活性，量子产率为3.041；TiO2/IO(6)在可见光下具有最高活性，量子产率为2.661。实验证明，虽然采用的是近似的计算量子产率的方法，但是足以证明不管是氧化铜负载后的二氧化钛还是与磁芯复合后的二氧化钛，都拓展了半导体光催化剂吸收光的范围，使可见光也可以被利用，提高了光催化还原二氧化碳的量子产率。