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、可接氣象(xiang)色譜(pu)儀。

　　對傳統半導體光(guang)催化(hua)劑而(er)言，其較差的CO2吸(xi)(xi)附能力限制了(le)CO2轉化(hua)效(xiao)率的提(ti)高(gao)，為此在我們工作中，引入多(duo)孔材料―鋯基(ji)有機(ji)骨架(UiO-66)作為有效(xiao)CO2吸(xi)(xi)附劑與TiO2光(guang)催化(hua)劑復合。設計的兩步合成策略賦(fu)予TiO2/UiO-66復合材料豐富的分級孔結構，從而(er)確保了(le)充足的催化(hua)位點和高(gao)CO2吸(xi)(xi)附量(liang)(78.9 cm3 g-1)。

　　后，以水(shui)為(wei)電(dian)子給體的(de)溫(wen)和氣-固相(xiang)催(cui)化(hua)體系中，CH4的(de)產率可達17.9μmolg-1 h-1，選(xuan)擇(ze)性高達90.4%，即(ji)使(shi)在低的(de)CO2濃度條件下(≤2%)，光催(cui)化(hua)效(xiao)率也能達到與(yu)純CO2氣氛相(xiang)當(dang)的(de)水(shui)平。后，從(cong)CO2富集(ji)和催(cui)化(hua)位點暴露等方面詳細討論了光催(cui)化(hua)活性提高的(de)機理(li)，闡明這(zhe)種復(fu)合結構的(de)優越性。終(zhong)實驗結果(guo)發表在Applied Catalysis B: Environmental上。

　　化(hua)(hua)石燃料(liao)消耗量(liang)和二氧化(hua)(hua)碳排放(fang)量(liang)的(de)增加帶來了嚴(yan)重的(de)能(neng)源危機和環境問題(ti)，例如溫室效應。由(you)(you)于光催(cui)化(hua)(hua)技術(shu)可以直接利用(yong)可持(chi)續的(de)太陽(yang)能(neng)將大氣中的(de)CO2分子(zi)轉化(hua)(hua)為(wei)有(you)價值的(de)含碳燃料(liao)，因(yin)此(ci)它是同時緩(huan)解(jie)能(neng)源和環境壓力(li)的(de)一(yi)種有(you)前途(tu)的(de)方法。典(dian)型的(de)TiO2基(ji)光催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)，由(you)(you)于它們的(de)低比表(biao)面(mian)積和缺乏匹配的(de)孔結構(gou)而通常(chang)具(ju)有(you)極低的(de)CO2分子(zi)吸(xi)附(fu)能(neng)力(li)，因(yin)此(ci)其CO2轉化(hua)(hua)效率(lv)的(de)提高(gao)受到(dao)限制。對于非(fei)均相光催(cui)化(hua)(hua)，轉化(hua)(hua)效率(lv)主要取決于在光催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)表(biao)面(mian)的(de)催(cui)化(hua)(hua)活性(xing)位(wei)點上CO2分子(zi)的(de)吸(xi)附(fu)。因(yin)此(ci)，需要開發(fa)具(ju)有(you)高(gao)CO2吸(xi)附(fu)能(neng)力(li)和足夠(gou)的(de)催(cui)化(hua)(hua)位(wei)點的(de)高(gao)性(xing)能(neng)光催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。

　　通(tong)過多孔(kong)(kong)材料(liao)與光催化劑復合是使CO2分子(zi)在催化位點(dian)上吸(xi)附(fu)(fu)(fu)和(he)(he)富(fu)集(ji)以(yi)(yi)提高(gao)CO2轉化效率的(de)(de)一種可(ke)行性策略。金屬有機骨架(MOFs)作為新型微孔(kong)(kong)晶體材料(liao)，具有大(da)的(de)(de)比表面積，且對(dui)CO2吸(xi)附(fu)(fu)(fu)具有高(gao)親(qin)和(he)(he)力，因此將MOFs材料(liao)和(he)(he)具有匹(pi)配的(de)(de)帶(dai)隙(xi)結構光催化劑復合可(ke)以(yi)(yi)充分利用它(ta)們(men)的(de)(de)高(gao)CO2捕獲能力和(he)(he)半(ban)導(dao)體特性的(de)(de)優點(dian)，有利于電(dian)子(zi)轉移到活(huo)性位點(dian)，然(ran)后與吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)CO2進行催化轉化。

　　目(mu)前文獻當中通常通過兩(liang)種(zhong)(zhong)不同(tong)類(lei)型(xing)的方法來設計異質結(jie)構(gou)。一(yi)種(zhong)(zhong)是在(zai)光(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)包裹(guo)MOFs，以充(chong)分(fen)(fen)(fen)利用MOFs的高比(bi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)和(he)吸(xi)附(fu)CO2的特性，盡(jin)管這(zhe)種(zhong)(zhong)方法有益于提高催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的比(bi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)和(he)CO2吸(xi)附(fu)量(liang)，但是MOFs的存(cun)在(zai)掩蔽(bi)了部(bu)分(fen)(fen)(fen)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)位點(dian)以及光(guang)(guang)(guang)吸(xi)收。另一(yi)種(zhong)(zhong)是在(zai)MOF的表(biao)(biao)面(mian)(mian)上(shang)組裝光(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，以將(jiang)活(huo)性位點(dian)暴(bao)(bao)露在(zai)外(wai)部(bu)，為了避免表(biao)(biao)面(mian)(mian)負載的光(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)堵(du)塞MOFs的多孔結(jie)構(gou)，需盡(jin)量(liang)降(jiang)低光(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的含量(liang)，這(zhe)意味著光(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)反應的活(huo)性位點(dian)十分(fen)(fen)(fen)有限。這(zhe)兩(liang)類(lei)方法的挑戰是二(er)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)碳吸(xi)附(fu)量(liang)和(he)暴(bao)(bao)露的催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)位點(dian)之間常常不可兼得。基(ji)于以上(shang)問題，我們設想(xiang)構(gou)筑MOF基(ji)復合材(cai)料(liao)能夠保證高CO2吸(xi)附(fu)能力的條件下，還能暴(bao)(bao)露出足夠的活(huo)性位點(dian)以進(jin)行(xing)光(guang)(guang)(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)CO2轉化(hua)(hua)(hua)(hua)。

　　研究亮點

　　我們設計一種簡單的(de)兩(liang)步合成策略制備TiO2/UiO-66異(yi)質結構，該方法保(bao)證即使TiO2在(zai)復合材料中含量高達(da)81.3 %時，CO2吸附量相(xiang)比較于純UiO-66僅(jin)下(xia)降(jiang)(jiang)20%(從98.9下(xia)降(jiang)(jiang)到(dao)78.9 cm3 g-1)，在(zai)很大程度上保(bao)留了UiO-66的(de)微孔(kong)結構，同時提供了足夠的(de)催(cui)化位點。有趣的(de)是，所設計的(de)復合光(guang)催(cui)化劑即使在(zai)較低的(de)二氧化碳濃度(≤2%)下(xia)，CH4產率也能達(da)到(dao)與純CO2氣氛相(xiang)當的(de)水平。

　　圖文解析

　　催化劑(ji)的(de)合成與表征

　　TiO2/UiO-66復合材(cai)料是通(tong)過(guo)簡單的(de)(de)(de)(de)兩步法制備。首先，通(tong)過(guo)回流-水(shui)熱法制備結晶高的(de)(de)(de)(de)二(er)氧化鈦納(na)米顆粒。然后，通(tong)過(guo)自組裝(zhuang)方(fang)式(shi)將TiO2納(na)米顆粒吸附在UiO-66表(biao)面(mian)上。如(ru)圖(tu)(tu)1a-d所(suo)示，TiO2團(tuan)簇均(jun)勻的(de)(de)(de)(de)覆蓋在UiO-66八(ba)面(mian)體的(de)(de)(de)(de)光滑表(biao)面(mian)上，由(you)于超細TiO2顆粒之(zhi)(zhi)間靜電斥力(li)的(de)(de)(de)(de)存在，所(suo)以(yi)形成的(de)(de)(de)(de)TiO2團(tuan)簇沒有密集覆蓋住UiO-66八(ba)面(mian)體的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)，避免對UiO-66孔(kong)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)堵塞(sai)。通(tong)過(guo)圖(tu)(tu)1e和f中(zhong)放大和高分(fen)(fen)辨率的(de)(de)(de)(de)TEM圖(tu)(tu)像可以(yi)清(qing)楚地識別UiO-66和TiO2之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)(de)界面(mian)。圖(tu)(tu)1h-j中(zhong)的(de)(de)(de)(de)高角度(du)環(huan)形暗(an)場(chang)(HAADF)映射圖(tu)(tu)像進(jin)一步表(biao)明UiO-66八(ba)面(mian)體表(biao)面(mian)上TiO2團(tuan)簇的(de)(de)(de)(de)均(jun)勻分(fen)(fen)散。