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随着人类社会活动的扩大,二氧化碳的排放量非常巨大,引起了很多问题包括温室效应。世界各国都意识到了温室效应所带来的一系列环境问题的紧迫性,共同致力于减少其排放量。如果能把CO2转化为有用的化学物质,实现大规模的工业化利用,不仅能发展经济,还可以改善大气环境,被认为是最有前景的CO2处置方法之一。但是,目前光催化还原CO2中普遍存在着反应活性低、选择性差的问题。因此如何有效提高CO2光还原的活性性能是光催化领域的一个重要研究内容。虽然主催化剂被认为是影响体系还原CO2的主要因素,但助催化剂的修饰为进一步提高反应效率起到重要作用。通常,金、铂、钯等一些贵金属因其具有较好的催化活性且性质比较稳定,常被用作该类反应的助催化剂,但是其高昂的成本严重和低储量限制了其实际应用。所以,探索开发价格低廉、储量丰富且性能优异的非贵金属助催化材料是非常有前景的一个方向。在调研国内外研究现状的基础上,本论文以钴基非贵金属——尖晶石氧化物NiCo2O4、CuCo2O4为研究对象,探索其作为助催化剂应用于CO2光还原体系,研究通过助催化剂修饰不同种类的半导体催化剂对光还原CO2性能的影响并探究其可能的反应机理。主要研究内容和结果如下:(1)通过控制合成条件——控制尿素的用量和溶剂异丙醇的加入,制备了纯相钴酸镍微球状结构的样品,并使用一系列的表征手段对合成的钴酸镍材料进行了详细的分析。在制备钴酸铜过程中通过控制原料尿素以及三乙二醇的加入等手段成功地合成了介孔钴酸铜前驱体,并实现调控形貌的目的。分析比较不同煅烧温度下制备的钴酸铜样品的比表面积和孔结构特征。开展这类钴基材料作为助催化剂促进贵金属配合物联吡啶钌为光敏剂体系的光催化还原CO2性能研究。(2)在金属半导体硫化镉上负载不同含量的助催化剂钴酸铜,形成单一均匀的复合催化剂,并构筑了不含贵金属的CuCo2O4/CdS光催化还原CO2体系,显著提高了光催化还原CO2的效率,拓展了钴酸铜在多相金属半导体体系中的助催化性能。钴酸铜材料还表现出了非常优异的物理化学稳定性。本论文的创新点:(1)以Ru(bpy)32+为光敏剂,将此类功能材料钴基尖晶石氧化物作为助催化剂构成新型光催化还原CO2体系,探究其助催化性能;(2)以硫化镉为半导体光敏剂,构筑了钴酸铜/半导体的CO2光还原新体系,进一步提升钴酸铜在多相半导体体系的助催化性能。