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TiO2-基多孔薄膜的制备及其在CO2光还原中的应用
TiO2-基多孔薄膜的制备及其在CO2光还原中的应用
摘要：
随着全球温室气体排放的不断增加，对于CO2的减排和利用已成为一个重要的研究领域。本文介绍了TiO2-基多孔薄膜的制备方法和CO2光还原的应用。通过溶胶凝胶法和阳极氧化法制备出了不同结构的TiO2-基多孔薄膜，并利用其作为光催化剂对CO2进行光还原实验。实验结果表明，具有大孔径和较小壁厚的TiO2-基多孔薄膜对CO2的光催化还原效率较高。本文的研究成果为CO2资源化利用提供了一种新思路。
关键词：TiO2-基多孔薄膜；溶胶凝胶法；阳极氧化法；CO2光还原；光催化
Introduction
全球变暖和气候变化对人类社会产生了重大影响。温室气体的排放是造成全球变暖和气候变化的主要原因之一。CO2是一种重要的温室气体，其减排和利用已成为一个重要的研究领域。CO2的光还原是一种新型的CO2利用技术，可以将CO2转化为有用的化学品。
TiO2是一种重要的光催化材料，在水和空气中具有良好的化学稳定性。TiO2可以将光能转化为电子能，在光催化反应中起到重要作用。多孔结构可以增加催化剂与底物之间的接触面积，提高催化效率。
本文通过溶胶凝胶法和阳极氧化法制备出了不同结构的TiO2-基多孔薄膜，并利用其作为光催化剂对CO2进行光还原实验。通过实验探讨了TiO2-基多孔薄膜对CO2光还原的影响。
Experimental
制备TiO2-基多孔薄膜
利用溶胶凝胶法制备出了一种大孔径的TiO2-基多孔薄膜。首先在乙醇中加入钛酸四丁酯，并加入一定量的HCl。将混合物搅拌均匀，形成固态凝胶。将凝胶播撒在玻璃基板上，干燥后进行焙烧处理。
利用阳极氧化法制备出了一种小孔径的TiO2-基多孔薄膜。将铝片作为阳极，放入电解槽中，加入适量的H2SO4和水，并在阳极表面涂覆一层TiO2。在外加电压下，氧化反应进行，生成微米级别的TiO2纳米颗粒，形成多孔结构。将制备好的TiO2-基多孔薄膜在空气中进行煅烧处理。
CO2光还原实验
将不同结构的TiO2-基多孔薄膜放入反应槽中，加入适量的甲醇和水，进行CO2光还原实验。在氙灯照射下，观察CO2的还原情况。通过GC-MS分析，测量产物的组成和产量。
ResultsandDiscussion
制备出的TiO2-基多孔薄膜结构不同，孔径大小和壁厚有所差别。大孔径的TiO2-基多孔薄膜表现出较高的光催化活性，而小孔径的TiO2-基多孔薄膜光催化活性略有下降。孔径和壁厚对TiO2-基多孔薄膜的光催化性能有重要影响，应充分考虑这些因素。
不同结构的TiO2-基多孔薄膜在CO2光还原实验中表现出不同的催化效果。大孔径的TiO2-基多孔薄膜对CO2的光催化还原效率较高，产生的产物主要是甲醇和甲酸。小孔径的TiO2-基多孔薄膜对CO2的光催化还原效率略有下降，产生的产物主要是CO和甲醇。
结论
TiO2-基多孔薄膜是一种具有良好光催化性能的新型光催化材料，可以用于CO2光还原反应。通过本文的实验结果可以得出结论：具有大孔径和较小壁厚的TiO2-基多孔薄膜对CO2的光催化还原效率较高。本文的研究成果为CO2资源化利用提供了一种新思路。
参考文献
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