研究目的
研究利用CuS/TiO2复合材料在全光谱太阳光照射下通过光热协同效应增强光催化CO2转化效率。
研究成果
CuS/TiO?复合材料（尤其是含2% CuS的样品）因太阳光诱导的光热协同效应表现出显著增强的光催化CO?还原效率，在全光谱照射下实现了25.97 μmol·g?1·h?1的CO产率。这归因于CuS改善了光吸收与热转化能力，从而促进了更优的载流子分离和反应动力学。该研究为太阳能利用中的红外光应用提供了可行途径，并表明其在CO?转化光催化材料领域具有进一步发展潜力。
研究不足
该研究仅限于受控条件下的实验室规模实验，未涉及工业化应用的扩展性。特定材料（如TiO?和CuS）的使用可能在成本、稳定性或环境影响方面存在限制?？山徊教骄緾uS负载量及其他参数的优化方案。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过水热法合成CuS/TiO2复合材料，将具有紫外响应的TiO2与窄带隙CuS结合以增强光吸收和光热转换。理论模型聚焦于半导体光催化与光热效应。
2：样本选择与数据来源：
样本包含TiO2纳米片、CuS及不同CuS比例（如2%）的CuS/TiO2复合材料。数据来自使用合成材料进行的实验室实验。
3：实验设备与材料清单：
设备包括聚四氟乙烯高压釜、高速离心机、X射线衍射仪（Smart Lab，理学）、透射电子显微镜（TEM，日本电子JEM-2100F）、X射线光电子能谱仪（赛默飞世尔ESCALAB 250XI）、紫外-可见-近红外分光光度计（岛津UV-3600）、300W氙灯（PLS-SXE300C，北京普析通用）、气相色谱仪（GC9790II，浙江福立分析仪器）及Hiden HPR20质谱仪。材料包括钛酸四丁酯、氢氟酸、硫脲、CuCl2·2H2O、乙醇、碳酸氢钠、蒸馏水。
4：0）、300W氙灯（PLS-SXE300C，北京普析通用）、气相色谱仪（GC9790II，浙江福立分析仪器）及Hiden HPR20质谱仪。材料包括钛酸四丁酯、氢氟酸、硫脲、CuCl2·2H2O、乙醇、碳酸氢钠、蒸馏水。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：TiO2纳米片通过180°C水热反应24小时合成。CuS/TiO2复合材料制备时，将铜源和硫源前驱体加入TiO2溶液，经160°C水热处理12小时后，依次进行离心、洗涤和干燥。光催化CO2还原实验包括将催化剂分散于玻璃板、反应器抽真空、注入CO2、氙灯照射并间隔分析气体产物。
5：氙灯照射并间隔分析气体产物。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：采用XRD进行物相鉴定，TEM观察形貌，XPS分析表面成分，UV-vis-NIR测定光吸收，GC量化产物，原位FT-IR研究反应机理。统计分析包含CO产率对比与温度测量。
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X-ray diffractometer
Smart Lab
Rigaku
Used to measure the phase of the as-prepared products via powder X-ray diffraction patterns.
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Transmission electron microscope
JEM-2100F
JEOL
Used to observe the morphology of the samples.
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X-ray photoelectron spectrometer
ESCALAB 250XI
Thermo
Used to obtain XPS data for surface composition analysis.
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UV-vis-NIR spectrophotometer
UV-3600
Shimadzu
Used to measure UV-vis-NIR diffuse reflectance spectra.
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Mass spectrometer
HPR20
Hiden
Used for on-line gas mass spectra analysis to detect isotopic CO.
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Xenon lamp
PLS-SXE300C
Beijing Perfect light Technology Co., Ltd.
Used as a light source for photocatalytic experiments under full-spectrum irradiation.
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Gas chromatography
GC9790II
Zhejiang Fuli Analytical Instrument Co., Ltd.
Used for qualitative analysis of gas products from photocatalytic reactions.
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Teflon autoclave
Used for hydrothermal synthesis of TiO2 nanosheets and CuS/TiO2 composites.
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High-speed centrifuge
Used to separate and wash synthesized powders.
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