研究目的
研究金-二氧化钛复合材料的纳米结构化对其在太阳能和可见光下将二氧化碳还原为甲烷的光催化性能的影响，重点关注金属分散度、界面可及性以及等离子体诱导效应的作用。
研究成果
研究表明，金-二氧化钛复合材料的纳米结构化显著影响光催化二氧化碳还原性能。二氧化钛的结晶度及金-二氧化钛界面的可接触性是决定活性与选择性的关键因素。等离子体诱导过程能增强可见光活性并实现高甲烷选择性，但受限于电荷生成效率。将二氧化钛预煅烧至450°C可优化性能，在可见光下达到高达100%的选择性。
研究不足
基于等离激元的过程对太阳能活动的贡献仅达20%，受限于电荷生成效率?？赡苄枰呓鸶涸亓炕蚪徊接呕刺嵘阅?。该研究聚焦于单金属体系，未探索双金属或其他改性方案。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过胶体沉积法制备金-二氧化钛复合材料，通过调节金纳米颗粒尺寸和二氧化钛煅烧温度来控制纳米结构。在太阳光和可见光条件下进行光催化测试以评估CO2还原性能。
2：样本选择与数据来源：
样本包括不同金尺寸（3 nm、15 nm、50 nm）及煅烧处理（450°C、700°C、900°C预煅烧与后煅烧）的Au/TiO2复合材料。使用表征技术（TEM、XRD、UV-vis、BET）和光催化活性测量的数据。
3：实验设备与材料清单：
设备包括Micromeritics Asap 2420比表面积分析仪（BET）、Bruker D8 Advance衍射仪（XRD）、JEOL 2100F显微镜（TEM）、Perkin Elmer Lambda 950扫描分光光度计（UV-vis）、TRMC装置（载流子动力学）以及配备汞灯的光催化反应器。材料包括TiO2 UV100、HAuCl4、NaBH4、CO2气体和水。
4：HAuClNaBHCO2气体和水。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：合成过程包括用NaBH4还原HAuCl4形成金溶胶，吸附到TiO2上，干燥并煅烧。光催化测试包括将催化剂沉积在玻璃圆盘上，用CO2/H2O混合气体吹扫，照射并用微型气相色谱仪分析产物。
5：数据分析方法：
使用BET法分析比表面积，TEM分析粒径分布，XRD分析结晶度，UV-vis分析光学性质，TRMC分析载流子寿命，通过GC数据计算产物生成速率。
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获取完整内容-
Diffractometer
D8 Advance
Bruker
Used for X-ray diffraction to analyze crystallinity and phase composition of materials.
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Microscope
2100F
JEOL
Used for transmission electron microscopy to observe nanoparticle size and distribution.
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Spectrophotometer
Lambda 950 Scan
Perkin Elmer
Used for UV-visible absorption spectroscopy to study optical properties.
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Micro-GC
3000A SRA
Agilent
Used for online analysis of gaseous products from photocatalytic reactions.
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Filter
GG420
SCHOTT
Used to cut off irradiation below 420 nm for visible light experiments.
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Porosimeter
Asap 2420
Micromeritics
Used for nitrogen adsorption-desorption isotherms to determine BET surface area and pore characteristics.
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Lamp
Ceramic-Metal-Halide Hg Lamp
Used as light source for photocatalytic tests, simulating solar light.
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Titania
UV100
Sachtleben Chemie GmbH
Used as the semiconductor support in photocatalysts.
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Gold Colloid
Econix Au nanospheres
nanoComposix
Used as source of gold nanoparticles for composite preparation.
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