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相似文献
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1.
TiO2半导体光催化技术是一种新型的环境污染物净化技术。传统的TiO2光催化剂太阳能利用率和光量子利用率低,限制了光催化技术的工业化应用。因此缩短催化剂的禁带宽度使吸收光谱向可见光谱扩展和抑制TiO2光生电子与空穴的复合是提高太阳能利用率的技术关键。掺杂可在半导体表面引入缺陷位置或改变结晶度,影响电子与空穴的复合或拓展光的吸收波段,从而影响TiO2的光催化活性。由于金属元素掺杂TiO2的催化活性强烈地依赖于TiO2的价态、结构以及金属元素与TiO2之间的细微作用,文中采用溶胶凝胶法制备纳米Pt/TiO2粉末,  相似文献   

2.
Cu/SnO2-TiO2催化剂的结构、光吸收性能和催化反应性能   总被引:9,自引:0,他引:9  
用溶胶-凝胶法制得复合半导体SnO2-TiO2,用等体积浸渍法制得Cu/SnO2-TiO2光催化剂.利用X射线衍射、拉曼光谱、程序升温还原、红外光谱、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱和光反应器等技术研究了Cu/SnO2-TiO2的物相结构、微粒尺寸、吸光性能和光催化反应性能.结果表明,质量分数为10%的SnO2单分子层分散在TiO2表面,固体材料平均粒径为22nm;SnO2的引入使TiO2吸收限发生明显蓝移,SnO2负载量超过单分子层分散(大于10%),有晶相SnO2生成,光吸收性能下降;Ti-O-Sn键的形成加强了半导体之间的相互作用,有利于光生载流子在半导体间的输送;负载金属Cu使复合半导体可见光部分的吸收明显增加,拓宽了催化剂的光响应范围;不同Sn担载量的光催化剂光吸收性能与量子产率有良好的对应关系,担载10%SnO2光催化剂光吸收性能和催化活性优于其它含量的催化剂,其光量子效率达到13.9%.  相似文献   

3.
寻找高效的光催化剂分解水制氢是解决能源危机和环境问题的有效途径之一.基于第一性原理,对InN/SnS2异质结的几何结构、电子结构和光催化水分解性能进行研究.结果表明InN/SnS2异质结是具有的Ⅱ型能带排列半导体材料可以有效地分离电子空穴对.在光激发下,较小的带隙以及合适的内建电场使得光生载流子迁移路径成“Z”字型,这保留了InN/SnS2异质结强氧化还原能力.光生电子在InN的导带底累积并发生析氢反应,而积累在SnS2上的光生空穴使析氧反应自发发生.它们的带边位置都跨越了水的氧化还原电位,证明能够实现水的完全分解.因此,InN/SnS2异质结有希望成为高效光解水催化剂.  相似文献   

4.
张学军  张光富  金辉霞  朱良迪  柳清菊 《物理学报》2013,62(1):17102-017102
采用第一性原理平面波超软赝势方法研究了N,Co共掺杂锐钛矿相TiO2的微观结构和光学性质.结果表明:N,Co共掺杂后TiO2晶格中产生的偶极矩使光生电子-空穴对更有效地分离;在TiO2导带和价带之间形成了新的杂质能级,一方面使吸收带边红移到可见光区,光吸收性能明显增强,另一方面有利于光生电子-空穴对的分离,提高TiO2的光量子效率;与纯TiO2相比,N,Co共掺杂锐钛矿相TiO2带边的氧化还原势只有微小的变化,共掺杂后TiO2的强氧化还原能力得以保持.  相似文献   

5.
采用溶胶‐凝胶法制备了Ce掺杂 T iO2,经 H2 SO4处理得到酸化Ce掺杂 T iO2。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、吡啶吸附红外光谱(Py‐FTIR)、紫外‐可见光漫反射光谱(UV‐Vis)及X射线光电子能谱(XPS)技术对样品的性质进行了表征,以罗丹明B(RhB)在样品上的可见光催化降解为模型反应,评价了所制备样品的光催化性能。XRD测试结果表明,铈掺杂使 TiO2产生晶格缺陷、粒径减小,有利于光生电荷的转移,继而提高催化剂的活性;FTIR谱图说明SO2-4以桥式双齿配位吸附形式存在;Py‐FTIR谱图显示,酸化铈掺杂TiO2样品表面同时存在Br?nsted和Lewis酸位,但以Lewis酸为主。Lewis酸中心的缺电子性质有利于样品表面的光生电子与光生空穴分离,从而改善催化剂的活性;UV‐Vis结果表明,Ce掺杂减小了TiO2的带隙能,引入的杂能级能够捕获导带上的光生电子和价带上的光生空穴,降低光生电子‐空穴对的复合几率;同时还可以使能量较小的光子激发杂能级上捕获的电子,拓宽光响应范围;XPS分析表明SO2-4/Ce‐TiO2样品上同时存在Ce3+/Ce4+的混合价态,Ce3+/Ce4+氧化‐还原转换有助于TiO2受光激发后产生的光生电子和空穴的分离,从而提高光量子效率。酸化Ce掺杂TiO2对RhB的可见光催化降解反应有很好的活性,实验结果证明,H2 SO4酸化和Ce掺杂的协同作用改善了样品的可见光响应,促进了其可见光催化反应活性。  相似文献   

6.
采用一种简便的水热法在433 K的温度下成功合成了具有不同Bi2S3质量分数的Bi2S3/BiOCl复合光催化剂,利用各种技术对其进行了表征.在紫外光照射下,以甲基橙水溶液的光催化降解为模型反应,评价了Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的活性.研究结果表明:与纯Bi2S3和纯BiOCl相比,Bi2S3/BiOCl样品明显具有更高的光催化性能,尤其当Bi2S3在Bi2SJBiOCl中的质量分数为26.5%时,Bi2 SJBiOCl复合催化剂的光催化活性与商业P25(TiO2)的活性非常接近,而这种商业P25在紫外光照射下是公认的高效光催化剂.这种明显提高的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2S3和BiOCl形成异质结界面上的有效转移,降低了电子-空穴对的复合.  相似文献   

7.
以纳米碳管和活性碳二元碳材料为催化层碳载体制备了氧扩散电极,采用稳态极化和电化学阻抗技术对其在碱性介质中氧还原反应的电催化活性进行了研究.结果表明,双载体电极比单载体纳米碳管、活性炭电极具有更高的电催化活性,纳米碳管和活性炭质量比为50∶50时双载体电极的催化活性最好;电极动力学参数测试表明,催化层中引入第二相纳米碳管载体提高了电极比表面积、电子导电性和氧还原反应速度;采用浸渍还原法在第二相纳米碳管载体中负载纳米级Pt催化剂,即使在低Pt负载量下(45.7μg/cm2)也明显改善了双载体电极的催化活性.阻抗测试表明,载Pt与未载Pt催化剂的双载体电极均受氧在薄液膜中的扩散控制.  相似文献   

8.
采用在乙二醇溶液中添加十二烷基硫酸钠(SDS)作为稳定剂的调变乙二醇还原法,制备了高分散的碳纳米管(CNTs)负载Pt电催化剂Pt/CNTs。利用紫外-可见(UV-Vis)、傅里叶变换红外(FTIR)和X射线衍射(XRD)光谱研究了催化剂的制备过程和结构,考察了Pt/CNTs制备过程中SDS的添加对其结构和甲醇电催化氧化活性的影响。结果表明,在乙二醇溶液中PtCl2-6与SDS形成了配合物,PtCl2-6能够被乙二醇完全还原;超声处理后的CNTs表面接上了含氧基团,有利于Pt粒子的吸附,催化剂上不残留有SDS;Pt/CNTs电催化剂具有典型的面心立方结构,添加SDS制备的Pt/CNTs-2电催化剂Pt高度分散,粒径更小,达4.5 nm。循环伏安(CV)测试结果表明,添加SDS制备的Pt/CNTs-2电催化剂比传统乙二醇还原法制备的Pt/CNTs-1具有更高的甲醇电催化氧化活性。  相似文献   

9.
不同制备工艺钒系SCR催化剂理化及催化性能研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文研究了制备工艺对 TiO2-WO3-V2O5- 载体型催化剂理化特性及其在 NH3-SCR 反应中催化性能的影响.通过 XRD、TG/DTA 等分析方法考察了煅烧温度等对催化剂中各组分晶体结构的影响,确定了制备负载型催化剂的最佳煅烧温度为 500℃.不同制备工艺催化剂理化性能的对比表明,多步浸渍法不仅提高了锐钛矿型 TiO2 向金红石型 TiO2 的转变温度,而且使更多的钒氧化物处于较低的价态,有利于提高还原反应的催化性能;催化活性评价试验也表明使用多步浸渍法制备的 SCR 催化剂具有较高的催化活性和更宽的高活性反应温度窗口.最后考察了反应空速对多步浸渍法所制备催化剂 NOx 转化效率的影响,结果表明:随空速的增加,NOx 转化效率逐渐降低.  相似文献   

10.
贫煤焦催化还原NO的实验研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
本文通过实验研究了在贫氧条件下贫煤焦对NO的还原作用,并与添加催化剂的贫煤焦对NO的还原进行了比较.研究结果表明,原始贫煤焦对NO的还原能力很弱,添加催化剂后NO还原率明显提高,说明催化剂对贫煤焦还原NO具有很好的催化作用.在贫氧条件下催化剂可以降低贫煤焦与NO反应的活化能。提高反应速率.反应区氧气浓度和温度对NO的还原也有重要的影响.  相似文献   

11.
Sonochemically prepared Pt, Au and Pd nanoparticles were successfully immobilized onto TiO2 with the assistance of prolonged sonication. Their photocatalytic activities were evaluated in H2 production from aqueous ethanol solutions. Beside the sonochemical method, the conventional impregnation method was also employed to prepare photocatalysts. The sonochemically prepared catalysts showed higher activities than did the conventional ones. Their photocatalytic activities depended on the work functions and the dimensions of supported noble metal nanoparticles. Smaller Pt nanoparticles effectively restricted recombination of electrons and holes and provided H2 at a higher rate.  相似文献   

12.
二氧化钛载体包括二氧化钛纳米管阵列(TNTAs)和二氧化钛纳米线阵列(TNWAs)两种,载体的结构不同对催化性能有一定的影响。然而,Pt负载在TNTAs和TNWAs催化性能的比较鲜有报道。本文通过微波法制备了Pt/TNTAs和Pt/TNWAs两种催化剂,结果表明,Pt/TNTAs催化甲醇氧化效果要优于Pt/TNWAs。相较于Pt/TNWAs, Pt/TNTAs的优越催化性能可能与纳米管的限域效应有关。可见,载体的结构对催化剂的性能有很大的影响。  相似文献   

13.
催化重整是生产芳烃原料和高辛烷值清洁汽油调和组分的重要工艺。以目前应用广泛的铂锡工业重整催化剂金属含量为参比,用工业剂制备方法合成了Pt含量为0.6%的一系列铂锡重整催化剂,建立CO探针原位红外的表征方法,并对其进行系统表征,首次获得了1%以下低含量助剂Sn的CO探针红外谱图。研究结果表明,系列剂的金属Pt的CO吸附特征峰主要以线式吸附状态存在。0.6%纯Pt剂上1 826 cm-1处CO桥式吸附特征峰,因添加助剂Sn后,强度下降,而CO线式吸附特征峰的强度则增加,说明Sn的加入使得Pt的分散度增加。变温CO探针吸附原位红外研究表明,对负载质量分数0.3%的纯Sn催化剂,当脱附温度升高至120 ℃时,吸附在Sn上的CO特征峰会完全消失。对负载质量分数0.6%的纯Pt催化剂,当脱附温度升高至300℃时,吸附在Pt中心上的CO特征峰会完全消失。当Pt-Sn双金属负载质量分数Pt为0.6%、Sn为0.3%时,CO的脱附温度明显提高达350 ℃。与纯Pt剂相比,随着Sn助剂的加入,使得CO的脱附温度稍有提升,Pt-Sn催化剂Pt的CO特征峰向高波数方向移动,说明Sn的加入一定程度上减弱了活性金属Pt中心上的电荷密度。因而,CO探针原位红外是表征低金属铂锡工业重整催化剂的有效手段,为阐明多金属重整催化剂的助剂作用和研究反应机理提供重要信息。  相似文献   

14.
The thickness extension mode resonance oscillation (TERO) of bulk acoustic waves generated on z-cut LiNbO3 by rf electric power was employed to the catalytic oxidation of methanol over thin Pt and Pd film catalysts deposited. Both the catalysts produced formaldehyde, methyl formate, and carbon dioxide as carbon-containing products in the gas phase. The TERO considerably increased the selectivity for formaldehyde production on Pt at a moderate rf power, indicating the ability of promoting the partial oxidation of methanol, whereas a small and monotonous decrease in the selectivity of the reaction on Pd occurred with power. The different TERO effects on the selectivity are discussed.  相似文献   

15.
The development of Fe(III)/TiO(2) catalysts for sonocatalytic degradation of Reactive Blue 4 (RB4) dye in water was carried out using sol-gel method. Their surface morphology, phase transformation and surface characteristics were studied using SEM, XRD and surface analyzer, respectively. Phase transformation from amorphous to anatase occurred at 500°C and transformation of anatase to rutile phase occurred at 700°C. Complete rutile phase was formed at 900°C with corresponding increase in the particle size. Increasing in Fe(III) loading led to a reduction in the anatase phase and with the formation of weaker and broader of diffraction peaks. Surface morphology of the prepared catalyst was clearly observed with increasing calcination temperature. Surface area of the prepared catalyst decreased with increasing calcination temperature or increasing Fe(III) loading. The combination of 0.4 mol% of Fe(III)/TiO(2) with ultrasonic irradiation gave the highest sonocatalytic activity in the removal of RB4 from the aqueous solution. On the other hand, the presence of even small amount of rutile inhibited the catalytic activity of catalyst. 1.5 g/L was the optimum amount of catalyst that led to the highest sonocatalytic degradation of RB4 with an efficiency of 90%. Aeration significantly accelerated the reaction rate. Higher removal at 96% could be achieved with the combination of 0.4Fe(III)/TiO(2) and aeration under ultrasonic irradiation.  相似文献   

16.
新型复合电极对偶氮染料分子的光催化降解   总被引:2,自引:0,他引:2  
介绍了具有合成H2 O2 和光催化性能的双功能新型复合电极 ,并用X射线衍射、扫描电镜等方法进行了表征 .双功能复合电极是将TiO2 光催化剂负载在活性碳 (AC)和具有合成H2 O2 性能的新型载体空气电极上形成的 .在复合电极作阴极的光反应器中 ,·OH和TiO2 光催化剂的存在实现了光化学氧化与光催化氧化在同一电极 /溶液界面上的联合作用 .实验结果表明 ,复合电极对提高偶氮染料分子活性艳红 (K 2BP)的氧化降解速度起了重要作用 ,仅反应 3min ,脱色率可达 4 9% ;反应 80min ,偶氮染料分子COD去除率可达 4 7% .  相似文献   

17.
镶嵌Pt的二氧化钛纳米管的合成及其光催化性能研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
以金红石相二氧化钛(TiO2)粉体为原料,采用水热法合成了二氧化钛纳米管(Titania nanotubes,简写为TNTs),然后把H2PtCl6的无水乙醇溶液引入到TNTs中,得到镶嵌Pt的二氧化钛纳米管(Pt/TNTs)。利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对产物进行了表征,并重点研究了Pt/TNTs的光催化性能。结果表明,有直径约为3 nm的 Pt纳米粒子插入到了TNTs中,且Pt粒子以Pt单质的形式存在。Pt/TNTs在可见光区域表现出较强的吸收,并且其起始吸收带边发生明显红移。紫外光催化降解甲基橙实验结果表明,金红石相TiO2,TNTs和Pt/TNTs对甲基橙溶液的降解率分别达到46.8%, 57.2%和84.6%,Pt/TNTs的光催化活性较金红石相二氧化钛粉体和纯TNTs有显著的提高。  相似文献   

18.
In this investigation, attempt has been taken to optimize Pt loading in chemically synthesized carbon-supported Pt catalyst for ethanol electro-oxidation. Surface morphology and structural characteristics showed that the catalyst matrix of 40% Pt/C is formed with homogeneously distributed and reduced particle size compared with the other catalysts. The electrochemical techniques were employed to investigate on the kinetics and mechanism of ethanol electro-oxidation at room temperature. The reaction intermediates formed during the electro-oxidation of ethanol was estimated by ion chromatography and the highest yield of acetate on 40% Pt/C substantiates the catalytic superiority of this electrode over the others. Finally, the catalytic performance of this electrode was compared with an electrodeposited electrode with much higher content of Pt, and it was summarized that the chemical method of deposition is much more effective than electroplating exhibiting high electrocatalytic activity towards ethanol oxidation.  相似文献   

19.
In this work, boron doped multi-walled carbon nanotubes (BMWNTs) were introduced as a Pt catalyst support due to their unique physicochemical properties. The effect of BMWNTs on methanol oxidation was investigated with different Pt loading contents. The surface and structural properties of the modified MWNT supports were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray diffraction (XRD), respectively. The Pt loading contents in the catalysts were confirmed by inductive coupled plasma-mass spectrometer (ICP-MS) and the morphological structures of the catalysts were analyzed by transmission electron microscopy (TEM). The electrocatalytic activity of Pt/MWNTs was investigated by cyclic voltammetry measurement. As a result, the boron oxide vapor reacted with MWNTS to form BMWNTs, which led to enhancing the properties, such as graphitization and electrochemical behaviors. Moreover, Pt deposited on BMWNTs exhibited better electrocatalytic activity than on MWNTs for methanol oxidation. Consequently, it was found that partial boron doped MWNTs could influence on the properties of the MWNTs, resulting in enhancing the electrocatalytic activity of the catalysts for DMFCs.  相似文献   

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