光电化学反应的催化 Ⅱ.表面覆盖针状铱层对n-TiO_2电极上光电化学过程的催化作用

借助于可换盘旋转环盘电极在含Ce~(3+)酸性溶液中比较了n-TiO_2电极上载多孔铱层前后的竞争光氧化过程.观察到当铱以高度分散的针状多孔透光层在TiO_2电极表面分布时能够催化Ce~(3+)的光电化学氧化,并据此讨论了催化光电化学反应的基本前题.     

光电化学反应的催化I.大颗粒金岛对n-TiO2电极上光电化学过程的催化作用

用溅射、光还原及电沉积法在n-TiO2单晶电极表面上形成了大颗粒金岛,测量了这些电极和纯金电极在H2SO4溶液以及含有Fe[3+]/Fe[2+]的酸溶液中的光电化学极化行为。通过分析和比较这些曲线,确定了大颗粒金岛与n-TiO2单晶的接触具有欧姆结性质。并借助于可换盘旋转环盘电极,在含Ce[3+]的酸溶液中测量了裸TiO2电极及载金TiO2电极上Ce[3+]的竞争光电化学氧化。证实了以大岛形式在TiO2电极表面上分布的催化剂只能催化暗反应,而不能催化光电化学反应。     

光电化学反应的催化

本文主要按照催化剂与半导体电极二者之间所形成的结的性质, 分析了催化剂对电极表面上进行的光电化学反应可能具有的效应。分析结果表明, 催化光电化学反应(光生少数载流子的反应)的前提是催化剂微粒与“半导体/溶液”界面之间有足够强的相互作用, 因而在光照下催化剂粒子中电子系统的费米能级能达到或趋近光生少数载流子的准费米能级。文中并采用带环的可换旋转园盘电极研究了Au、Ir等金属微粒对在n-TiO_2单晶电极上进行的Ce~(3+)—→Ce~(4+)等光电化学反应的催化机理, 证实了上述分析结果。     

光电化学反应的催化 Ⅲ.溶液中钴离子及用钴修饰的n-TiO_2电极的光催化行为

在溶液中加入钴(Ⅱ)离子能够催化n-TiO_2电极上的光电化学析氧反应,增加光电流-电压曲线的充满因子.用钴修饰的n-TiO_2电极能提高光电流,并催化溶液中铈(Ⅲ)的光氧化反应.本文对这两种催化反应的机理进行了讨论.     

n型碲化镉单晶光电化学电池的研究 Ⅱ.金属离子修饰与光电化学催化

n-CdTe单晶表面用H_2PtCl_6或RuCl_3溶液浸渍,显著提高了电池的效率及稳定性.除选择金属离子种类外,电极预处理及浸渍时间对修饰作用也有很大影响.固体表面分析表明,在PtCl_6~(2-)溶液中短时间浸渍的电极表面上有大量铂岛,能减少表面缺陷并催化界面反应.在RuCl_3溶液中浸渍,将可使Ru~(3+)离子吸附于电极表面,有利于光电化学反应.PdCl_2溶液浸渍或长时间PtCl_6~(2-)溶液处理均得到不利的结果.     

三维有序大孔SnO_2基固溶体用于有效燃烧碳烟颗粒（英文）

柴油车尾气排放的碳烟颗粒对人类的生存环境和身体健康带来了严重危害.催化燃烧是消除碳烟颗粒污染的有效途径.碳烟颗粒催化燃烧是固-固-气相反应,因此催化剂本身具有活泼的氧中心且其能与碳烟颗粒有效接触是提高反应效率的关键因素.为改善碳烟颗粒与催化剂的接触,设计制备三维有序大孔(3DOM)催化剂,使碳烟颗粒可以进入催化剂孔道内部,增加其与催化剂的有效接触,是提高反应活性的有效途径.此外,在催化剂晶格中掺杂其它金属离子形成固溶体结构,可提高其氧化还原性能,也可有效提高其碳烟燃烧活性.SnO_2富含活泼的表面缺位氧和可还原的晶格氧,且其熔点高达1630℃,具有良好的热稳定性,被广泛用于制备气体传感、电化学和催化等材料.在过去的6年中,本课题组在SnO_2催化化学领域做了大量系统的工作,将SnO_2基催化材料用于多种环保和能源反应.发现通过其它阳离子Fe~(3+),Cr~(3+),Ta~(5+),Ce~(4+)和Nb~(5+)等的掺杂,替换晶格中部分Sn~(4+)形成金红石型SnO_2固溶体结构,可显著提高催化剂氧物种的流动性、活性和本身的热稳定性.本文采用胶体晶体模板法制备出了Ce~(4+),Mn~(3+)和Cu~(2+)离子掺杂的SnO_2三维有序大孔固溶体催化剂用于松散接触条件下的碳烟催化燃烧.采用SEM,TEM,XRD,STEM-mapping,O_2-TPD和XPS等手段对催化剂进行表征,研究其碳烟催化燃烧性能.SEM和TEM结果表明已成功合成三维有序大孔结构样品.XRD,Raman和STEM-mapping结果表明,Ce~(4+),Mn~(3+)和Cu~(2+)离子均进入四方金红石型SnO_2晶格形成固溶体结构.另外,Raman,H_2-TPR,XPS和O_2-TPD等结果发现上述离子掺杂三维大孔SnO_2后,催化剂表面形成了更活泼、丰富的氧物种,有利于碳烟颗粒燃烧.其中3DOM-Cu_1Sn_9催化剂具有最丰富的活泼氧中心,因此表现出最高的活性.     

光电化学水氧化用多孔单晶金红石TiO_2纳米棒阵列光阳极的设计和构建（英文）

光电化学电池(如染料敏化太阳能电池、量子点敏化太阳能电池以及光电化学水分解电池)是实现太阳能转化及存储的有效手段之一.其中,光电极是光电化学电池的核心组成部分,它集光吸收、光生电荷输运及转移等决定光转化效率的关键过程于一身,因此构筑高活性半导体光电极以实现高效太阳能转化利用引起研究者广泛关注.多孔Ti O2纳米颗粒堆垛薄膜光阳极因具有大的比表面积,可提供更多的染料(量子点)担载和反应活性位点,在光电化学电池中表现出优异活性而被广泛研究.然而,TiO 2纳米颗粒间大量存在的晶界对光生电荷有较强的散射作用,降低了光生电荷的收集效率.英国牛津大学Snaith研究小组利用模板辅助水热过程首次获得了(001)晶面占优的多孔单晶锐钛矿Ti O2微米颗粒,这种多孔单晶Ti O2微米颗粒在具有大比表面积的同时,其单晶结构还能有效去除晶界对电荷的散射作用,因而具有优异的电荷输运特性.利用这种多孔单晶Ti O2微米颗粒组建的光阳极用于染料敏化太阳能电池中,展现出优异的太阳能光电转化性能.受该工作启发,各种形貌的多孔单晶Ti O2微米颗粒作为光催化剂和光电化学分解水用光阳极材料被广泛研究,并表现出优异活性.在单晶微米颗粒堆垛成的薄膜光电极中,虽然单个单晶微米颗粒中晶界对电荷的散射作用被有效抑制,但是单晶颗粒间的晶界仍然存在并影响光生电荷的收集效率.为了彻底抑制晶界对光生电荷的散射作用,每个单晶颗粒都应该贯穿整个薄膜,例如一维Ti O2纳米棒单晶阵列薄膜.虽然一维单晶阵列薄膜能够有效提高光生电荷的收集效率,但相对于多孔薄膜具有较小的比表面积,限制了担载染料(量子点)和反应位点的数量.为了增大TiO 2单晶纳米棒阵列薄膜的比表面积,目前主要的手段包括调控纳米棒长径比、表面修饰Ti O2纳米颗粒以及二次生长构建Ti O2枝晶阵列.本文首次提出通过制备多孔单晶Ti O2纳米棒单晶阵列薄膜来获得高比表面积和高光生电荷收集效率的光阳极,提高光电化学电池的效率.在透明导电薄膜(FTO)表面利用水热生长Ti O2纳米棒阵列薄膜之前,预先在FTO基体上沉积一层Si O2球密堆模板,Ti O2纳米棒单晶阵列在从FTO表面向上生长过程中,会将SiO 2球模板包裹进Ti O2纳米棒中,再通过碱溶液将Si O2球模板溶解,首次在FTO基体上原位生长出多孔单晶Ti O2纳米棒阵列薄膜.将所得多孔单晶金红石Ti O2纳米棒阵列薄膜作为光电化学分解水电池光阳极,其光电化学分解水活性相对于实心单晶金红石Ti O2纳米棒阵列提高了2.6倍.多孔单晶金红石Ti O2纳米棒阵列光阳极性能的提升可归因于:(1)多孔结构赋予多孔单晶金红石Ti O2纳米棒阵列薄膜更大的比表面积,可提供更多的反应活性位点;(2)多孔结构能够有效缩短单晶金红石Ti O2纳米棒中光生电荷体相输运距离,提高光生电荷的收集效率;(3)多孔结构通过对光多次反射吸收可有效增强光吸收,产生更多光生电荷参与水分解反应;(4)在制备过程中引入Si掺杂,导致多孔单晶金红石Ti O2纳米棒带隙扩大了0.1 e V,带隙增大归因于导带位置负移0.1 e V,光生电子具有更强的还原能力,光电流起始电位相应负移约0.1 V.     

硫酸盐物种对Ce-Fe-O_x催化剂脱硝性能影响的研究

采用四种不同的方法制备了一系列含SO_4~(2-)改性Ce-Fe-O_x催化剂,并研究其NH_3选择性催化还原NO_x的催化活性。结果表明,水热法制备的Ce-Fe-O_x(Fe-HT)可提高其催化性能。其优异的SCR性能与硫酸的加入有关,SO_4~(2-)的加入会导致CeO_2晶体的弱化,提高其催化活性。Fe和Ce协同作用可提高催化剂的氧化还原能力,进而提高化学吸附氧的含量、Ce~(3+)/(Ce~(4+)+Ce~(3+))和Fe~(3+)/(Fe~(3+)+Fe~(2+))的比例,从而提高催化性能。过量的硫酸盐会导致Fe~(3+)和Ce~(3+)的下降,降低催化性能。     

光电化学水氧化用多孔单晶金红石TiO2纳米棒阵列光阳极的设计和构建

光电化学电池(如染料敏化太阳能电池、量子点敏化太阳能电池以及光电化学水分解电池)是实现太阳能转化及存储的有效手段之一.其中,光电极是光电化学电池的核心组成部分,它集光吸收、光生电荷输运及转移等决定光转化效率的关键过程于一身,因此构筑高活性半导体光电极以实现高效太阳能转化利用引起研究者广泛关注.多孔TiO2纳米颗粒堆垛薄膜光阳极因具有大的比表面积,可提供更多的染料(量子点)担载和反应活性位点,在光电化学电池中表现出优异活性而被广泛研究.然而, TiO2纳米颗粒间大量存在的晶界对光生电荷有较强的散射作用,降低了光生电荷的收集效率.英国牛津大学Snaith研究小组利用模板辅助水热过程首次获得了(001)晶面占优的多孔单晶锐钛矿TiO2微米颗粒,这种多孔单晶TiO2微米颗粒在具有大比表面积的同时,其单晶结构还能有效去除晶界对电荷的散射作用,因而具有优异的电荷输运特性.利用这种多孔单晶TiO2微米颗粒组建的光阳极用于染料敏化太阳能电池中,展现出优异的太阳能光电转化性能.受该工作启发,各种形貌的多孔单晶TiO2微米颗粒作为光催化剂和光电化学分解水用光阳极材料被广泛研究,并表现出优异活性.在单晶微米颗粒堆垛成的薄膜光电极中,虽然单个单晶微米颗粒中晶界对电荷的散射作用被有效抑制,但是单晶颗粒间的晶界仍然存在并影响光生电荷的收集效率.为了彻底抑制晶界对光生电荷的散射作用,每个单晶颗粒都应该贯穿整个薄膜,例如一维TiO2纳米棒单晶阵列薄膜.虽然一维单晶阵列薄膜能够有效提高光生电荷的收集效率,但相对于多孔薄膜具有较小的比表面积,限制了担载染料(量子点)和反应位点的数量.为了增大TiO2单晶纳米棒阵列薄膜的比表面积,目前主要的手段包括调控纳米棒长径比、表面修饰TiO2纳米颗粒以及二次生长构建TiO2枝晶阵列.本文首次提出通过制备多孔单晶TiO2纳米棒单晶阵列薄膜来获得高比表面积和高光生电荷收集效率的光阳极,提高光电化学电池的效率.在透明导电薄膜(FTO)表面利用水热生长TiO2纳米棒阵列薄膜之前,预先在FTO基体上沉积一层SiO2球密堆模板, TiO2纳米棒单晶阵列在从FTO表面向上生长过程中,会将SiO2球模板包裹进TiO2纳米棒中,再通过碱溶液将SiO2球模板溶解,首次在FTO基体上原位生长出多孔单晶TiO2纳米棒阵列薄膜.将所得多孔单晶金红石TiO2纳米棒阵列薄膜作为光电化学分解水电池光阳极,其光电化学分解水活性相对于实心单晶金红石TiO2纳米棒阵列提高了2.6倍.多孔单晶金红石TiO2纳米棒阵列光阳极性能的提升可归因于：(1)多孔结构赋予多孔单晶金红石TiO2纳米棒阵列薄膜更大的比表面积,可提供更多的反应活性位点;(2)多孔结构能够有效缩短单晶金红石TiO2纳米棒中光生电荷体相输运距离,提高光生电荷的收集效率;(3)多孔结构通过对光多次反射吸收可有效增强光吸收,产生更多光生电荷参与水分解反应;(4)在制备过程中引入Si掺杂,导致多孔单晶金红石TiO2纳米棒带隙扩大了0.1 eV,带隙增大归因于导带位置负移0.1 eV,光生电子具有更强的还原能力,光电流起始电位相应负移约0.1 V.     

n型碲化镉单晶光电化学电池的研究II:金属离子修饰与光电化学催化

n-CdTe单晶表面用H2PtCl6或RuCl3溶液浸渍,显著提高了电池的效率及稳定性.除选择金属离子种类外,电极预处理及浸渍时间对修饰作用也有很大影响.固体表面分析表明,在PtCl6^2^-溶液中短时间浸渍的电极表面上有大量铂岛,能减少表面缺陷并催化界面反应.在RuCl3溶液中浸渍,将可使Ru^3^+离子吸附于电极表面,有利于光电化学反应.PdCl2溶液浸渍或长时间PtCl6^2^-溶液处理均得到不利的结果.     

甲烷氧化菌素功能化金纳米层层自组装修饰电极上过氧化氢的催化还原

借助巯基试剂,在纳米金颗粒表面修饰生物活性物质Mb,制备保持有Mb生物活性的功能化金纳米巯基乙胺-Au NPs-Mb.采用UV-Vis、FTIR光谱和投射电镜表征其结构,该纳米颗粒分布均匀且粒径均一,并显著改善了金纳米颗粒团聚现象.以Mb功能化金纳米为基元,采用单层自组装及层层自组装方式将其修饰到裸金电极表面.各Mb或Mb-Cu电极的电化学测试并未借助电子传递媒介.配位Cu~(2+)后,修饰有Mb的单层及层层自组装修饰的催化还原能力均显著提升.其中Cu~(2+)配位的{巯基乙胺-Au NPs-Mb}3/Au修饰电极作为一种新型H2O2生物传感器,响应时间大约为2 s,米氏常数KappM为0.787 mmol/L,表现出了较强的还原H2O2的催化活性,且稳定性较好.     

碳毡电极的表面改性——Ⅲ.碳毡表面热氧化改性对电极性能的影响

碳毡电极材料经高温热氧化改性后,表面结构和性质发生明显变化。随热氧化温度上升,碳毡石墨结构更趋有序定向排列,石墨化程度提高。这不仅明显提高了其导电性能,同时也使表面含氧官能团的含量或O/C原子比下降。由于碳毡金属杂质含量减少以及表面担载的催化剂颗粒变大且分布更为不均匀,高温热氧化碳毡表面对析氢副反应具有较高的过电位,放氢电流大幅度降低,但提高热氧化温度使碳毡电极的电化学反应活性有所下降。为使碳毡电极上放氢电流降低的同时又保证电极具有较高的Fe~(3+)/Fe~(2+)及Cr~(3+)/Cr~(2+)反应的电化学活性,热氧化温度1700℃为宜。     

氧化铁在TiO2上的分散状态及其物理化学表征

采用(NH_4)_3[Fe(C_2O_4)_3]·xH_2O稀水溶液含浸,Fe(NO_3)_3·9H_2O水溶液饱和浸渍以及Fe(AcAc))_3的甲苯溶液热吸附方法制备了在TiO_2(锐钛矿)上分散的氧化铁体系。用多种物理化学手段进行了表征,结果表明由含浸和热吸附法制备的样品中,负载组分FeO_x很容易充分分散或单层分散,这些单层物种很难被XRD,FTIR-DRS或LRS所检测,单层分散的Fe~(3+)处于高自旋态,具有较小的正交畸变配位对称性,但不是孤立四面体的配位结构,没有发现置换Fe~(3+)的存在。实验结果还表明,由XPS的电子结合能数据鉴别Fe~(3+)和TiO_2表面相互作用的强弱是困难的,充分分散的FeO_x表面物种在973K的还原温度下其Fe~(2+)尚不能被进一步还原,在TiO_2(锐钛矿)表面上单层分散的Fe—O多面体仍然是丁烯ODH反应的有效活性位。单层型催化剂的选择性不同于晶相a-Fe_2O_3,且与是否存在气相氧密切相关。     

基于Fe∶TiO2纳米片的光电化学传感器用于水中Cr6+的检测

建立了一种基于Fe∶TiO_2纳米片的光电化学(Photoelectrochemical,PEC)传感器检测Cr~(6+)的简单有效新方法。以钛酸四丁酯和三氟化铁为原料采用水热法合成Fe∶TiO_2纳米片,通过扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)对纳米片进行表征,采用电化学方法对修饰电极进行表征,考察了Fe掺杂量、Fe∶TiO_2浓度和偏置电压的影响。该传感器在光照射下,利用Fe∶TiO_2将Cr~(6+)还原为Cr~(3+),Cr~(3+)与OH~-反应生成Cr(OH)_3后沉积在电极表面,从而引起光电流的降低,达到检测的目的。研究表明,该传感器检测Cr~(6+)的线性范围为0.008～100μmol/L(r~2=0.999 5),检出限(S/N=3)为0.004μmol/L。方法具有良好的抗干扰性和稳定性,其加标回收率为99.3%～119%,RSD为2.3%～2.8%。表明该光电化学传感器可用于实际样品的检测。     

Fe~(3+)掺杂的TiO_2纳米复合粒子的合成及表征

利用酸催化的溶胶-凝胶法合成了一系列不同Fe~(3+)掺杂量的TiO_2纳米复合 料子。用XRD,TEM,UV-vis等技术进行了表征。结果表明：在所研究的掺杂量范围 内(x_B = 0.0005 ～0.1000),未发现有铁氧化物的晶相生成;Fe~(3+)的掺杂可以 实现TiO_2由锐钛矿(anatase)结构向金红石(rutile)结构的低温转化,随着Fe~ (3+)掺杂量的增大,对光的吸收发生红移,吸收强度增大。掺杂适量的Fe~(3+)可 以使TiO_2纳米微粒的光催化活性得以提高。     

零电流示波电位滴定的研究 Ⅰ.非配偶型铂电极上的螯合滴定:EDTA滴定金属离子

(一)前言螯合电位滴定是电位滴定的一个主要组成部分,文献极为丰富。这些滴定主要是在金属电极和离子选择电极上进行的。金属电极分为两类:配偶型和非配偶型。配偶型电极如Pt/Fe~(3+);Fe~(2+)、Hg/Hg~(2+);HgY~(2-);MY~(n-4)M~(n+),其“电极/溶液”界面上总有一对决定电位的电对。非配偶型电极的界面上则不存在明显的电对,如铂电极上EDTA滴定Ca~(2+),溶液中不外加高价的铂离子;滴定Fe~(3+),也不外加Fe~(2+)。关于非配偶型电极上的螯合滴定,虽有     

碳毡电极的表面改性——Ⅱ.碳毡表面HNO_3化学改性对电极性能影响

对碳毡表面HNO_3化学改性引起电极性能的变化进行较详细研究。物理分析数据表明,由于HNO_3氧化处理,碳毡表面亲水性含氧官能团含量增加及HNO_3分子易嵌入并吸引高温碳毡石墨层状结构中的电子使空穴增多,电极表面浸润性和导电性明显提高。碳毡比表面也因HNO_3腐蚀作用有所增加。另外,循环伏安分析结果指出,在表面改性电极上Cr~(3+)/Cr~(2+)及Fe~(3+)/Fe~(2+)反应电化学活性增强,不仅峰值电流I_(pa)、I_(pa)随HNO_3氧化时间增长明显加大,而且峰电位差△Ep(=E_(pa)-E_(pc))变小,反应更趋可逆。还因为催化剂Pb沉积量增加而提高了其催化活性,经HNO_3氧化处理后的碳毡表面更利于Cr~(3+)/Cr_(2+)反应进行,其I_(pa)、I_(pc)值的增加明显高于Fe~(3+)/Fe~(2+)反应。     

等离子共振诱导的金/二氧化钛纳米复合膜与细胞色素c的电化学偶合及分析信号的放大

基于金纳米粒子(Au NPs)表面等离子体共振原理(SPR)不仅发展了光谱分析,而且报道了TiO_2负载纳米金在可见光区域等离子共振诱导的光电化学及其在光伏电池、可见光催化和表面模板制作等方面的应用~([1]).然而,将等离子共振诱导下Au/TiO_2复合体系产生的光电流应用于电化学传感器并提高其响应性能尚未见有报道.     

Ce4+, Zr4+共掺杂提高V2O5-WO3/TiO2催化剂脱硝性能及抗K中毒能力

近年来, NO_x的排放造成了严重的环境污染.氨选择性催化还原技术(NH3-SCR)是目前消除NO_x最有效的手段之一.V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂在300–400°C范围内表现出优异的脱硝性能,因此被广泛用于NH3-SCR反应.然而该催化剂抗碱(土)金属中毒性能较差,且碱(土)金属碱性越强对催化剂的毒害越大(即K Na Ca Mg).已有研究显示,当K_2O质量分数达1%时,催化剂将完全失活,所以对传统的V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂进行改性以提高其抗K中毒性能具有十分重要的意义.最近, CeO_2由于具有优异的氧化还原性能和储/释氧能力,在NH3-SCR反应得到了广泛的关注.研究显示, CeO_2的改性可提高钒基催化剂脱硝活性及抗碱金属中毒性能,这主要是由于CeO_2的掺杂可以有效提高催化剂表面酸性及氧化还原能力. ZrO_2是一种酸碱两性氧化物,常被用作载体或者助剂.研究显示, ZrO_2的引入可以提高催化剂热稳定性,增大比表面积以及提高氧迁移能力.基于此,我们制备了一系列的V_2O_5-WO_3/TiO_2-ZrO_2, V_2O_5-WO_3/TiO_2-CeO_2以及V_2O_5-WO_3/TiO_2-CeO_2-ZrO_2催化剂,以期提高V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂脱硝性能及抗K中毒能力.研究发现, Ce~(4+), Zr~(4+)共掺杂可以有效提高V_2O_5-WO_3/TiO_2催化活性,拓宽反应温度窗口,增强抗K中毒能力.进一步借助X射线衍射、比表面积测定、氨气-程序升温脱附、氢气-程序升温还原和X射线光电子能谱等表征对催化剂进行全面分析.结果显示, Ce~(4+), Zr~(4+)共掺杂对V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂物理化学性质的影响与其脱硝性能及抗K中毒能力有着密不可分的关系.首先, Ce~(4+), Zr~(4+)可以掺杂进入TiO_2晶格,抑制TiO_2晶粒的生长,从而导致比表面积以及总孔体积的增加;比表面积的增加有利于活性物种的分散,而总孔体积的增加有利于反应物分子与催化剂充分接触.其次, Ce~(4+), Zr~(4+)共掺杂可以提高催化剂表面酸性和氧化还原性能,表面酸性的增加有利于催化剂吸附与活化反应物种NH_3,氧化还原性能的提高有利于NO氧化为NO_2,进而通过"快速NH3-SCR"反应提高催化剂活性;同时, Ce~(4+), Zr~(4+)共掺杂还可以有效降低K中毒对表面酸性和氧化还原性能的影响,这主要是由于Ce~(4+)可以与K原子结合形成Ce-O-K物种,而Zr~(4+)的引入可以增加Ce~(4+)的热稳定性,使得更多的Ce~(4+)与K结合,避免了K与活性钒物种结合形成V-O-K物种,使得活性V5+得到了有效的保护.原位红外实验揭示了V_2O_5-WO_3/TiO_2-CeO_2-ZrO_2催化反应遵循L-H机理,且K中毒并未改变其反应机理.最后,该催化剂在H_2O和SO_2存在的条件下仍具有最佳的脱硝性能,因而有望用于实际高K含量的燃煤烟气脱硝.     

ZnSe/MoO_3/TiO_2复合膜的制备及其光生阴极保护效应

针对TiO_2半导体不能有效吸收可见光,光电转换效率较低等问题,可通过对TiO_2半导体进行修饰和改性,制备TiO_2复合材料,提高其光电化学性能。因此,本工作以Ti表面制备的TiO_2纳米管膜为基础,分别应用循环伏安电沉积法和脉冲电沉积法在膜表面先后沉积MoO3和ZnSe颗粒,获得具有级联能带结构的ZnSe/MoO3/TiO_2纳米管复合膜,并将其应用于对403不锈钢(403SS)实施光生阴极保护。相较于纯TiO_2纳米管膜,紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和光致发光(PL)谱测试表明,ZnSe/MoO3/TiO_2复合膜的吸收边红移,在可见光区具有良好的光吸收性能,光生载流子复合得到更有效抑制。光电化学测试表明,白光照射下,处于0.5 mol·L~(-1) KOH溶液中的ZnSe/MoO3/TiO_2复合膜的光电流密度达到了同条件下纯TiO_2膜的2倍,可使与之耦连的浸泡于0.5 mol·L-1 NaCl溶液中的403SS电极电位下降470 mV,显示出良好的光生阴极保护效应。复合膜还具有一定的储能特性,在光照后又转为暗态的22.5 h内仍对403SS具有一定阴极保护作用。