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)色譜儀。

　　對(dui)傳統半導體(ti)光催化劑而(er)言，其(qi)較差的CO2吸(xi)(xi)附(fu)能(neng)力限制(zhi)了CO2轉化效率(lv)的提(ti)高，為(wei)此(ci)在我們工作(zuo)中，引入多孔(kong)材料(liao)―鋯基有(you)(you)機骨(gu)架(UiO-66)作(zuo)為(wei)有(you)(you)效CO2吸(xi)(xi)附(fu)劑與(yu)TiO2光催化劑復(fu)合。設計的兩步(bu)合成(cheng)策(ce)略賦予TiO2/UiO-66復(fu)合材料(liao)豐富的分級孔(kong)結(jie)構，從而(er)確保(bao)了充(chong)足的催化位點(dian)和(he)高CO2吸(xi)(xi)附(fu)量(78.9 cm3 g-1)。

　　后，以水為電子給(gei)體的(de)溫和氣-固(gu)相(xiang)催(cui)化體系中，CH4的(de)產率可達(da)17.9μmolg-1 h-1，選(xuan)擇性(xing)高達(da)90.4%，即(ji)使在(zai)低的(de)CO2濃(nong)度條件下(≤2%)，光催(cui)化效率也(ye)能達(da)到與純CO2氣氛相(xiang)當的(de)水平。后，從CO2富集(ji)和催(cui)化位點(dian)暴(bao)露(lu)等方(fang)面詳細討(tao)論了光催(cui)化活性(xing)提高的(de)機理，闡明這種復合結(jie)構的(de)優越性(xing)。終(zhong)實(shi)驗結(jie)果發表在(zai)Applied Catalysis B: Environmental上。

　　化(hua)石燃(ran)料(liao)消(xiao)耗量(liang)和(he)(he)二氧化(hua)碳排(pai)放(fang)量(liang)的(de)增加帶來了嚴重的(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)危機(ji)和(he)(he)環境問題，例(li)如(ru)溫室效應。由于光(guang)(guang)催(cui)(cui)化(hua)技術可以直接利用可持續(xu)的(de)太陽能(neng)(neng)(neng)將大氣中(zhong)的(de)CO2分子(zi)轉化(hua)為有(you)價(jia)值的(de)含碳燃(ran)料(liao)，因此(ci)它是同時緩解(jie)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)和(he)(he)環境壓力的(de)一種有(you)前途(tu)的(de)方法。典型的(de)TiO2基光(guang)(guang)催(cui)(cui)化(hua)劑，由于它們的(de)低(di)比表面(mian)積和(he)(he)缺乏匹(pi)配的(de)孔結(jie)構而通常具有(you)極低(di)的(de)CO2分子(zi)吸(xi)附(fu)能(neng)(neng)(neng)力，因此(ci)其CO2轉化(hua)效率的(de)提高受到限制。對于非均(jun)相光(guang)(guang)催(cui)(cui)化(hua)，轉化(hua)效率主要取(qu)決于在光(guang)(guang)催(cui)(cui)化(hua)劑表面(mian)的(de)催(cui)(cui)化(hua)活(huo)性(xing)位(wei)點上(shang)CO2分子(zi)的(de)吸(xi)附(fu)。因此(ci)，需要開發具有(you)高CO2吸(xi)附(fu)能(neng)(neng)(neng)力和(he)(he)足夠的(de)催(cui)(cui)化(hua)位(wei)點的(de)高性(xing)能(neng)(neng)(neng)光(guang)(guang)催(cui)(cui)化(hua)劑。

　　通過多孔材(cai)料(liao)與光催化(hua)劑(ji)復合是使CO2分(fen)子在(zai)催化(hua)位點(dian)上吸附和富(fu)集(ji)以提(ti)高CO2轉(zhuan)化(hua)效率(lv)的(de)一種可(ke)行(xing)性(xing)策略。金屬有(you)機骨架(MOFs)作(zuo)為新型微孔晶體材(cai)料(liao)，具有(you)大的(de)比表面積，且對(dui)CO2吸附具有(you)高親和力，因此將(jiang)MOFs材(cai)料(liao)和具有(you)匹配的(de)帶(dai)隙結(jie)構(gou)光催化(hua)劑(ji)復合可(ke)以充分(fen)利用它們(men)的(de)高CO2捕獲能力和半導(dao)體特性(xing)的(de)優點(dian)，有(you)利于電子轉(zhuan)移(yi)到活性(xing)位點(dian)，然后與吸附的(de)CO2進行(xing)催化(hua)轉(zhuan)化(hua)。

　　目前文獻(xian)當中(zhong)通(tong)常(chang)通(tong)過兩種不(bu)同類型(xing)的(de)(de)(de)方法來設(she)計異質結構(gou)(gou)。一種是在(zai)光(guang)(guang)催化(hua)劑(ji)(ji)表面(mian)包裹MOFs，以充分(fen)利用(yong)MOFs的(de)(de)(de)高比(bi)表面(mian)積(ji)和(he)(he)吸(xi)(xi)(xi)附CO2的(de)(de)(de)特性(xing)(xing)，盡管這(zhe)種方法有(you)益于提高催化(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)比(bi)表面(mian)積(ji)和(he)(he)CO2吸(xi)(xi)(xi)附量(liang)，但(dan)是MOFs的(de)(de)(de)存在(zai)掩蔽了(le)部分(fen)催化(hua)位(wei)點以及(ji)光(guang)(guang)吸(xi)(xi)(xi)收。另一種是在(zai)MOF的(de)(de)(de)表面(mian)上組裝(zhuang)光(guang)(guang)催化(hua)劑(ji)(ji)，以將(jiang)活性(xing)(xing)位(wei)點暴(bao)露(lu)(lu)在(zai)外(wai)部，為了(le)避免表面(mian)負載(zai)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)催化(hua)劑(ji)(ji)堵塞MOFs的(de)(de)(de)多孔結構(gou)(gou)，需盡量(liang)降(jiang)低光(guang)(guang)催化(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)含量(liang)，這(zhe)意味著光(guang)(guang)催化(hua)反應的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)位(wei)點十(shi)分(fen)有(you)限。這(zhe)兩類方法的(de)(de)(de)挑戰(zhan)是二氧(yang)化(hua)碳吸(xi)(xi)(xi)附量(liang)和(he)(he)暴(bao)露(lu)(lu)的(de)(de)(de)催化(hua)位(wei)點之間常(chang)常(chang)不(bu)可兼(jian)得。基(ji)于以上問題，我們設(she)想構(gou)(gou)筑MOF基(ji)復合材料能夠保(bao)證(zheng)高CO2吸(xi)(xi)(xi)附能力的(de)(de)(de)條件下，還能暴(bao)露(lu)(lu)出足夠的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)位(wei)點以進行光(guang)(guang)催化(hua)CO2轉化(hua)。

　　研究亮點

　　我們設計一種簡(jian)單的兩(liang)步合成策略制備TiO2/UiO-66異(yi)質(zhi)結構，該(gai)方(fang)法(fa)保證即使TiO2在復合材料中含量(liang)高達(da)81.3 %時，CO2吸(xi)附量(liang)相比(bi)較于(yu)純(chun)UiO-66僅下(xia)(xia)降20%(從(cong)98.9下(xia)(xia)降到78.9 cm3 g-1)，在很大程度上保留了(le)UiO-66的微孔結構，同時提(ti)供了(le)足(zu)夠的催(cui)(cui)化(hua)位點。有趣(qu)的是，所設計的復合光催(cui)(cui)化(hua)劑即使在較低的二(er)氧(yang)化(hua)碳濃度(≤2%)下(xia)(xia)，CH4產率也(ye)能達(da)到與純(chun)CO2氣氛相當的水平。

　　圖文解析

　　催化劑的(de)合(he)成(cheng)與表征

　　TiO2/UiO-66復合材料是通過簡(jian)單的(de)兩步法(fa)制(zhi)備。首先，通過回流-水熱法(fa)制(zhi)備結晶高(gao)的(de)二氧化鈦(tai)納(na)(na)米(mi)顆(ke)粒(li)。然后，通過自組裝方(fang)式將(jiang)TiO2納(na)(na)米(mi)顆(ke)粒(li)吸附在UiO-66表(biao)面(mian)(mian)上(shang)。如圖(tu)1a-d所(suo)示(shi)，TiO2團簇(cu)均(jun)勻的(de)覆(fu)蓋在UiO-66八面(mian)(mian)體的(de)光滑表(biao)面(mian)(mian)上(shang)，由于超細TiO2顆(ke)粒(li)之(zhi)間靜電斥力的(de)存在，所(suo)以形成的(de)TiO2團簇(cu)沒有密集覆(fu)蓋住UiO-66八面(mian)(mian)體的(de)表(biao)面(mian)(mian)，避免對UiO-66孔結構的(de)堵塞。通過圖(tu)1e和f中(zhong)放大和高(gao)分(fen)辨率的(de)TEM圖(tu)像可以清楚(chu)地識別(bie)UiO-66和TiO2之(zhi)間的(de)界(jie)面(mian)(mian)。圖(tu)1h-j中(zhong)的(de)高(gao)角度環(huan)形暗場(HAADF)映(ying)射圖(tu)像進一步表(biao)明UiO-66八面(mian)(mian)體表(biao)面(mian)(mian)上(shang)TiO2團簇(cu)的(de)均(jun)勻分(fen)散(san)。