等离激元共振光转热增强负载纳米金对丁二烯选择性加氢的催化性能

采用阳离子吸附法制备了氧化石墨烯负载纳米金(Au)催化剂(Au/GO), 通过调变Au的负载量(质量分数0.2%~2%), 实现了Au在10~21 nm粒径的可控制备. 室温下热红外测试显示0.2 W/cm²光照条件下, 随着金属负载量和粒径的增加, Au/GO光热温度可升高至110 ℃, 且光热转换效率高达88%. 研究发现, 以丁二烯的选择性催化加氢作为探针反应, 在0.2 W/cm²光照条件下, 丁二烯的转化率随Au负载量的增加先升高后降低, 丁烯选择性在90%以上; 当金负载量为0.5%(颗粒尺寸约15 nm), 光热转换温度为100 ℃时, 样品表现出较高的丁二烯转化率(99%)和丁烯选择性(90%), 且催化剂经过144 h稳定性测试无失活趋势. 与同等条件下的热催化反应相比, 光-热驱动的Au/GO的催化活性提高了5倍. 原位X射线光电子能谱测试分析表明, Au/GO催化性能的提升主要来源于等离子体光转热过程中激发纳米金表面产生了大量的Au ^δ+活性位点.