检索结果-南通市图书馆

Chinese Journal of Catalysis 2022年第7期43卷 1719-1748页

作者：熊胜汤榕菂龚道新邓垚成郑蒋夫李玲周展鹏杨丽华苏龙湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128

化石能源的发现和应用是工业文明快速发展的基础.然而,化石燃料的过渡开发和消耗导致能源短缺和环境污染问题日益突出.因此,迫切需要采用清洁能源替代化石能源.其中,氢气(H_(2))因具有热值高、无污染等优点而被认为是最有前途的清洁能... 详细信息

化石能源的发现和应用是工业文明快速发展的基础.然而,化石燃料的过渡开发和消耗导致能源短缺和环境污染问题日益突出.因此,迫切需要采用清洁能源替代化石能源.其中,氢气(H_(2))因具有热值高、无污染等优点而被认为是最有前途的清洁能源之一.目前,应用较多且比较成熟的制氢技术有电催化法、部分氧化法、自热重整法、甲醇重整法、蒸汽重整法和生物法.但是,这些技术的能耗和成本都比较高.光催化制氢技术可实现太阳能的转化和利用,被认为是解决能源短缺和环境污染问题的有效方法之一,受到广泛关注.光催化制氢主要采用贵金属催化剂,但贵金属稀缺且成本高,严重限制了其大规模应用.因此,迫切需要寻找一种便宜、高效和稳定的光催化制氢催化剂.碳纳米结构材料(CNMs)具有优异的结构和半导体性能,包括良好的导电性、较大的比表面积、较好的热稳定性和化学稳定性,可以有效地参与光催化制氢.此外,CNMs和光催化剂的结合可以增强反应物的吸附位点和活性中心,加速电荷分离和传输,抑制光激发的电子-空穴对的复合.同时,CNMs可以减少催化剂颗粒的聚集,改善催化剂颗粒的分布.CNMs还具有光敏性或光热效应,可以大大提高光催化制氢的效率.特别是CNMs价格低,可大幅度降低用于光催化分解制氢催化剂的成本,使实现工业化应用成为可能,因而,大量CNMs用于光催化水分解制氢领域.本文综述了碳点、富勒烯、纳米管、石墨烯和石墨炔等碳纳米材料在光催化制氢领域的广泛应用,总结了其在光催化制氢过程中作为光催化剂、助催化剂和光敏剂的应用.介绍了近年研究人员在光催化制氢中所采取的增强CNMs活性的策略.最后,展望了CNMs在光催化制氢方面所面临的挑战和机遇.

关键词：碳纳米材料光催化制氢

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