CoAl-LDH/CdS材料的合成及用于光催化CO2还原综合实验设计

张海燕; 阳敏; 汤森培; 李鑫; 李佑稷

大学化学 ›› 2026, Vol. 41 ›› Issue (3) : 381 -389.

CoAl-LDH/CdS材料的合成及用于光催化CO₂还原综合实验设计

张海燕, 阳敏, 汤森培, 李鑫, 李佑稷

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摘要

光催化技术利用丰富的太阳能将CO₂转化为可供人们使用的碳氢化合物燃料，是近几年热门的研究领域。为培养创新人才和缓解环境问题，设计了CoAl-LDH/CdS材料的合成及用于光催化CO₂还原实验，提高本科生的创新思维和学以致用能力，将实验教学与国家发展紧紧融合在一起。本文采用水热法合成了CoAl-LDH/CdS复合材料，作为高效、环保的光催化剂，在可见光照射下，CoAl-LDH/CdS复合材料的光催化CO₂还原性能显著提高，CO产量最高达到39.02μmol·g^-1，以期获得可在本科实验教学中推广应用的教学实验。1)根据本科实验教学耗时短、操作相对简单等特点，通过CoAl-LDH/CdS材料性能检测结果选择最佳反应物配比，保证在课堂有限的学时内，合成性能优异的目标产物，培养学生制备复合纳米材料和现代分析设备表征分析能力。2)针对CoAl-LDH/CdS材料增强光吸收能力和提供丰富的活性位点，实现大大降低光生电子-空穴对的复合，提高了CO₂光还原性能，充分体现化学在新能源与环境中的应用，同时加强学生通过光催化技术解决能源与环境问题的能力。3)根据本科实验学生受益面广、人数多等特点，在保障实验效果的基础上，降低原料成本，减少源头及过程污染，实现绿色化学的宗旨。