包括：光源、石英冷井、反應器、升降架、低溫水槽等部分
功能：主要研究固相表面和氣相（如氮氧化物和烴類）光化學變化，如塑料和橡膠制品的老化現象等。
特點：1、樣品置于反應器內。
2、光源放置于石英冷井中，通冷卻水降溫。
3、*的反光罩設計，可使樣品充分接受光照。
4、升降架可以電動升降，支撐板高度可任意調節。
5、可接氣(qi)象色譜儀。

　　對傳(chuan)統半導體光催化劑(ji)而言，其(qi)較差的CO2吸(xi)(xi)附能力限制(zhi)了CO2轉化效(xiao)率(lv)的提高，為此在我(wo)們(men)工作中，引入多(duo)孔材(cai)料―鋯基有(you)機骨架(UiO-66)作為有(you)效(xiao)CO2吸(xi)(xi)附劑(ji)與TiO2光催化劑(ji)復合。設計(ji)的兩步合成(cheng)策略賦(fu)予(yu)TiO2/UiO-66復合材(cai)料豐富的分級孔結構(gou)，從(cong)而確保(bao)了充(chong)足的催化位點和高CO2吸(xi)(xi)附量(78.9 cm3 g-1)。

　　后(hou)，以(yi)水為電子給體(ti)的(de)溫和(he)氣(qi)-固相(xiang)催化(hua)體(ti)系中，CH4的(de)產率可達17.9μmolg-1 h-1，選(xuan)擇性高達90.4%，即(ji)使在(zai)低的(de)CO2濃度條件下(xia)(≤2%)，光(guang)催化(hua)效率也能達到與純(chun)CO2氣(qi)氛(fen)相(xiang)當的(de)水平。后(hou)，從(cong)CO2富集和(he)催化(hua)位點暴露(lu)等方面詳細討論了光(guang)催化(hua)活性提高的(de)機理，闡明這種復合結(jie)(jie)構的(de)優越性。終(zhong)實驗結(jie)(jie)果(guo)發表在(zai)Applied Catalysis B: Environmental上。

　　化(hua)(hua)石(shi)燃(ran)料消耗量和二氧化(hua)(hua)碳(tan)排放量的(de)增加(jia)帶(dai)來了(le)嚴重的(de)能(neng)源危機(ji)和環境問(wen)題，例如溫(wen)室(shi)效(xiao)應(ying)。由(you)于光催(cui)(cui)化(hua)(hua)技術可(ke)以直(zhi)接利(li)用可(ke)持續(xu)的(de)太(tai)陽能(neng)將大(da)氣中的(de)CO2分(fen)子轉化(hua)(hua)為有價值的(de)含碳(tan)燃(ran)料，因(yin)此它是同時緩解(jie)能(neng)源和環境壓力的(de)一種有前途的(de)方(fang)法。典型的(de)TiO2基光催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)，由(you)于它們的(de)低比表面積和缺乏匹(pi)配的(de)孔結構(gou)而通(tong)常具(ju)有極低的(de)CO2分(fen)子吸(xi)(xi)(xi)附能(neng)力，因(yin)此其(qi)CO2轉化(hua)(hua)效(xiao)率的(de)提(ti)高(gao)受到限(xian)制。對于非(fei)均相光催(cui)(cui)化(hua)(hua)，轉化(hua)(hua)效(xiao)率主要(yao)取決于在(zai)光催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)表面的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)活性位(wei)(wei)點上CO2分(fen)子的(de)吸(xi)(xi)(xi)附。因(yin)此，需(xu)要(yao)開發具(ju)有高(gao)CO2吸(xi)(xi)(xi)附能(neng)力和足(zu)夠的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)位(wei)(wei)點的(de)高(gao)性能(neng)光催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。

　　通過(guo)多孔(kong)材料(liao)與(yu)光催(cui)化(hua)劑復合是(shi)使CO2分(fen)子在催(cui)化(hua)位點上(shang)吸附(fu)和富集以(yi)提高CO2轉化(hua)效率的(de)(de)一種(zhong)可(ke)行(xing)性(xing)策(ce)略(lve)。金屬有機骨架(MOFs)作為新型微(wei)孔(kong)晶(jing)體(ti)材料(liao)，具(ju)(ju)有大(da)的(de)(de)比表(biao)面積，且對(dui)CO2吸附(fu)具(ju)(ju)有高親和力(li)，因(yin)此將(jiang)MOFs材料(liao)和具(ju)(ju)有匹(pi)配的(de)(de)帶隙(xi)結構光催(cui)化(hua)劑復合可(ke)以(yi)充分(fen)利(li)用(yong)它們的(de)(de)高CO2捕獲(huo)能力(li)和半導體(ti)特性(xing)的(de)(de)優點，有利(li)于(yu)電子轉移到活(huo)性(xing)位點，然(ran)后(hou)與(yu)吸附(fu)的(de)(de)CO2進(jin)行(xing)催(cui)化(hua)轉化(hua)。

　　目前文獻當中(zhong)通常通過兩(liang)種(zhong)不(bu)(bu)同(tong)類型的(de)(de)(de)(de)方(fang)法來設計異質結構。一(yi)種(zhong)是在(zai)(zai)光催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)表(biao)面包裹(guo)MOFs，以(yi)充分(fen)利用MOFs的(de)(de)(de)(de)高比表(biao)面積和吸附(fu)CO2的(de)(de)(de)(de)特性(xing)，盡管這種(zhong)方(fang)法有(you)(you)益于提高催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)比表(biao)面積和CO2吸附(fu)量(liang)(liang)，但是MOFs的(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)掩蔽了部分(fen)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)位點(dian)(dian)以(yi)及光吸收。另一(yi)種(zhong)是在(zai)(zai)MOF的(de)(de)(de)(de)表(biao)面上(shang)組裝光催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，以(yi)將(jiang)活(huo)性(xing)位點(dian)(dian)暴(bao)露(lu)在(zai)(zai)外部，為了避免表(biao)面負載的(de)(de)(de)(de)光催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)堵塞MOFs的(de)(de)(de)(de)多孔結構，需盡量(liang)(liang)降低光催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)，這意味著光催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)反應的(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)位點(dian)(dian)十分(fen)有(you)(you)限。這兩(liang)類方(fang)法的(de)(de)(de)(de)挑戰是二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)吸附(fu)量(liang)(liang)和暴(bao)露(lu)的(de)(de)(de)(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)位點(dian)(dian)之間常常不(bu)(bu)可兼得。基(ji)于以(yi)上(shang)問題，我們設想構筑MOF基(ji)復合材(cai)料能夠保證(zheng)高CO2吸附(fu)能力的(de)(de)(de)(de)條件(jian)下，還能暴(bao)露(lu)出(chu)足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)位點(dian)(dian)以(yi)進行光催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)CO2轉化(hua)(hua)(hua)。

　　研究亮點

　　我們(men)設(she)(she)計一種簡(jian)單(dan)的(de)(de)(de)兩步合(he)成策略制(zhi)備(bei)TiO2/UiO-66異(yi)質結構(gou)，該(gai)方法(fa)保證即使(shi)TiO2在(zai)(zai)復合(he)材料(liao)中(zhong)含量(liang)高達81.3 %時，CO2吸(xi)附(fu)量(liang)相比(bi)較于(yu)純UiO-66僅下降20%(從98.9下降到78.9 cm3 g-1)，在(zai)(zai)很大程(cheng)度上(shang)保留了(le)UiO-66的(de)(de)(de)微孔結構(gou)，同時提供了(le)足夠的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)位點。有趣的(de)(de)(de)是(shi)，所設(she)(she)計的(de)(de)(de)復合(he)光催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)即使(shi)在(zai)(zai)較低的(de)(de)(de)二(er)氧化(hua)(hua)碳濃度(≤2%)下，CH4產率(lv)也能達到與純CO2氣氛相當的(de)(de)(de)水平。

　　圖文解析

　　催化(hua)劑的合成與表征

　　TiO2/UiO-66復合(he)材(cai)料(liao)是通(tong)過(guo)簡(jian)單的(de)(de)兩步法(fa)制(zhi)備。首(shou)先，通(tong)過(guo)回流-水熱法(fa)制(zhi)備結(jie)(jie)晶高的(de)(de)二氧化鈦納(na)(na)米顆(ke)粒(li)。然后，通(tong)過(guo)自組(zu)裝方式將TiO2納(na)(na)米顆(ke)粒(li)吸附在(zai)UiO-66表(biao)面上(shang)。如圖(tu)1a-d所示，TiO2團簇均(jun)勻的(de)(de)覆蓋在(zai)UiO-66八(ba)面體的(de)(de)光滑表(biao)面上(shang)，由于超(chao)細TiO2顆(ke)粒(li)之(zhi)間靜電斥力的(de)(de)存在(zai)，所以形(xing)成(cheng)的(de)(de)TiO2團簇沒(mei)有密集(ji)覆蓋住(zhu)UiO-66八(ba)面體的(de)(de)表(biao)面，避免(mian)對UiO-66孔(kong)結(jie)(jie)構的(de)(de)堵塞。通(tong)過(guo)圖(tu)1e和f中(zhong)放大(da)和高分辨率的(de)(de)TEM圖(tu)像可以清楚地識別UiO-66和TiO2之(zhi)間的(de)(de)界面。圖(tu)1h-j中(zhong)的(de)(de)高角(jiao)度環形(xing)暗場(HAADF)映射圖(tu)像進(jin)一步表(biao)明UiO-66八(ba)面體表(biao)面上(shang)TiO2團簇的(de)(de)均(jun)勻分散。