| 中文摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 前言 | 第11-27页 |
| 1.1 甲烷利用的意义 | 第11-12页 |
| 1.2 热催化甲烷转化 | 第12-17页 |
| 1.2.1 热力学观点看甲烷转化 | 第12-14页 |
| 1.2.2 热催化甲烷转化的发展历程 | 第14-16页 |
| 1.2.2.1 转化为烃 | 第14页 |
| 1.2.2.2 氧化 | 第14-15页 |
| 1.2.2.3 重整 | 第15-16页 |
| 1.2.3 热催化存在的问题及替代方案 | 第16-17页 |
| 1.3 半导体光催化剂的研究背景 | 第17-18页 |
| 1.4 半导体光催化剂的基本反应原理 | 第18-20页 |
| 1.4.1 半导体能带结构 | 第18-19页 |
| 1.4.2 半导体光催化的主要步骤 | 第19-20页 |
| 1.5 光催化剂在光催化甲烷转化中的应用 | 第20-23页 |
| 1.5.1 甲烷耦合 | 第20-21页 |
| 1.5.2 有氧条件的甲烷转化 | 第21-22页 |
| 1.5.2.1 钒基光催化剂 | 第21-22页 |
| 1.5.2.2 钼基光催化剂 | 第22页 |
| 1.5.3 甲烷在水蒸汽存在下的转化 | 第22-23页 |
| 1.5.3.1 光催化甲醇的生成 | 第22-23页 |
| 1.5.3.2 甲烷光催化蒸汽重整 | 第23页 |
| 1.5.4 甲烷在CO_2存在下的转化 | 第23页 |
| 1.6 甲烷在水-氨体系中的转化 | 第23-24页 |
| 1.7 光催化甲烷转化催在的问题 | 第24页 |
| 1.8 选题依据及研究内容 | 第24-26页 |
| 1.8.1 选题依据 | 第24-25页 |
| 1.8.2 研究内容 | 第25-26页 |
| 1.9 本课题的特色与创新之处 | 第26-27页 |
| 第二章 实验 | 第27-34页 |
| 2.1 试剂及设备 | 第27-29页 |
| 2.1.1 主要实验试剂 | 第27-28页 |
| 2.1.2 主要设备及仪器 | 第28-29页 |
| 2.2 光催化剂的表征 | 第29-32页 |
| 2.2.1 晶相结构(XRD)的表征 | 第29页 |
| 2.2.2 比表面积(BET)的测定 | 第29-30页 |
| 2.2.3 扫描电镜(SEM) | 第30页 |
| 2.2.4 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS) | 第30-31页 |
| 2.2.5 X射线光电子能谱(XPS) | 第31页 |
| 2.2.6 电子顺磁共振谱(ESR) | 第31页 |
| 2.2.7 光电化学方法 | 第31-32页 |
| 2.3 光催化剂性能评价 | 第32-34页 |
| 2.3.1 气相光催化活性测试 | 第32-34页 |
| 第三章 光催化甲烷转化在氧化镓上的应用研究 | 第34-52页 |
| 3.1 引言 | 第34页 |
| 3.2 光催化剂Ga_2O_3的制备 | 第34-35页 |
| 3.2.1 α-Ga_2O_3的制备 | 第34-35页 |
| 3.2.2 β/γ-Ga_2O_3的制备 | 第35页 |
| 3.3 Ga_2O_3纳米粒子的表征 | 第35-40页 |
| 3.3.1 晶相结构(XRD)分析 | 第35-36页 |
| 3.3.2 光吸收性能(DRS)表征 | 第36页 |
| 3.3.3 催化剂的形貌(SEM)表征 | 第36-38页 |
| 3.3.4 催化剂的形貌(TEM)表征 | 第38-39页 |
| 3.3.5 比表面积和孔径分布(BET) | 第39页 |
| 3.3.6 X射线光电子能谱(XPS) | 第39-40页 |
| 3.4 不同晶型的Ga_2O_3光催化性能评价 | 第40-48页 |
| 3.4.1 甲烷转化产物分布 | 第41-44页 |
| 3.4.2 甲烷转化产物选择性 | 第44-45页 |
| 3.4.3 表观量子效率 | 第45-46页 |
| 3.4.4 稳定性实验 | 第46-48页 |
| 3.4.4.1 活性稳定性 | 第46-48页 |
| 3.4.4.2 结构稳定性 | 第48页 |
| 3.5 氧化镓光催化甲烷转化机理研究 | 第48-50页 |
| 3.5.1 ESR技术检测活性物种 | 第48-49页 |
| 3.5.2 O_2-TPD(氧气的程序升温脱附)测试 | 第49-50页 |
| 3.5.3 可能存在的机理 | 第50页 |
| 3.6 本章小结 | 第50-52页 |
| 第四章 光催化甲烷转化在Ag-ZnO上的应用研究 | 第52-76页 |
| 4.0 引言 | 第52-53页 |
| 4.1 Ag/ZnO光催化剂制备 | 第53页 |
| 4.2 Ag/ZnO光催化剂的表征 | 第53-59页 |
| 4.2.1 晶相结构(XRD)分析 | 第53-54页 |
| 4.2.2 光吸收性能(DRS)表征 | 第54-55页 |
| 4.2.3 催化剂的形貌(SEM)表征 | 第55-56页 |
| 4.2.4 催化剂的形貌(TEM)表征 | 第56-57页 |
| 4.2.5 比表面积和孔径分布 | 第57-58页 |
| 4.2.6 X射线光电子能谱(XPS)测试 | 第58-59页 |
| 4.4 Ag/ZnO光催化性能评价 | 第59-70页 |
| 4.4.1 不同O_2/CH_4下甲烷光催化转化 | 第59-60页 |
| 4.4.2 紫外下低压汞灯下不同光催化剂上甲烷光催化转化 | 第60-62页 |
| 4.4.3 模拟太阳光Ag/ZnO上甲烷光催化转化 | 第62-65页 |
| 4.4.4 可见光下Ag-ZnO上甲烷光催化转化 | 第65-66页 |
| 4.4.5 10%Ag-ZnO上甲烷光催化转化的稳定性 | 第66-68页 |
| 4.4.6 反应前后10%Ag-ZnO-350℃的特性表征 | 第68-69页 |
| 4.4.7 表观量子效率的计算 | 第69-70页 |
| 4.6 Ag/ZnO光催化甲烷转化机理探究 | 第70-74页 |
| 4.6.1 光电流测试(I-T) | 第70-71页 |
| 4.6.2 荧光测试(PL) | 第71-72页 |
| 4.6.3 活性物种检测(ESR) | 第72-73页 |
| 4.6.4 光催化甲烷转化可能存在的机理 | 第73-74页 |
| 4.6.4.1 活性物种和反应类型的关系 | 第73-74页 |
| 4.6.4.2 可能存在的反应机理 | 第74页 |
| 4.7 本章小结 | 第74-76页 |
| 结论 | 第76-77页 |
| 参考文献 | 第77-86页 |
| 致谢 | 第86-87页 |
| 个人简历 | 第87-88页 |
| 在读期间已发表论文 | 第88页 |
