CeO2及Pt/CeO2催化剂上H2、O2的作用特性

采用TPD、TPR、FT-IR和TPEC等方法研究了CeO_2及Pt/CeO_2上H_2、O_2作用特性。结果表明, Pt促进CeO_2还原, 并形成高活动性氢物种。Pt的存在使吸H_2和放氢温度下阵达300 ℃。部分还原的CeO_2常温下吸附氧形成分子离子氧物种(O_2~-, O_2~(2-)), Pt的存在改变氧化铈催化剂在常温下氧吸附物种的形态, 以解离态存在。氧化铈上吸附的氧物种在升温时可部分脱附, 高于170 ℃时则转化为晶格氧。     

Pt/TiO_2催化剂上的氢—氧作用 Ⅰ.氢、氧的吸咐—脱附行为以及相互促进作用

本文采用程序升温脱附(TPD)技术研究了光沉积方法制备的Pt/TiO_2催化剂经过氧化、还原后氧、氢的脱附行为.光沉积过程中,Pt/TiO_2表面上可以生成大量的吸咐氢,在TPD中脱附;同时Pt/TiO_2表面上化学吸附的水在TPD过程中也可以分解释氢.氧化处理的Pt/TiO_2在TPD过程中于550～750K温区出现氧脱附峰,随着氧化温度升高,脱附峰位向高温移动,经实验证明,这种可脱附活泼氧物种的生成是由样品前身中留存氢引起的.还原处理的Pt/TiO_2在TPD过程中分别在300～600和大于600K出现两个氢脱附峰,认为是由于表面羟基和钛—氢(Ti~(4+)—H~-)物种的分解释氢引起的Pt/TiO_2上活泼氧物种的存在,增加了样品在室温条件下的吸氢量;在中温(473～573K)这种活泼氧物种则和氢发生反应,减少了TPD过程中的脱氢量;Pt/TiO_2在大于673K温度还原,可以消除活泼氧物种的影响.     

金属—半导体氧化物催化剂

本文重点研究了TiO2、ZnO、SnO2等半导体氧化物以及以此为担体的担载型金属－半导体组合催化材料；采用电导、TPD、TPSR等方法考察了这类材料和典型的电子受体和电子给体反应分子间的电子和物种和交换，并研究了金属－半导体组合界面上的电子传递特性。根据测试结果及催化反应的例证说明，在金属－半导体氧化物组合材料中金属可以活化反应分子，沟通电荷物种的交换渠道，而氧化物类似于“电子储库”。二者协同作用使组合体系具有良好的氧化还原化学感应和催化作用。     

Pt/ZnO催化剂的光电子能谱研究

用XPS和XAES(X光激发歇电子能谱)研究了Pt/ZnO催化剂的金属与担体间的相互作用。X射线照射、真空加热、尤其是不同温度下的H_2处理都能不同程度地使 ZnO还原,而担载Pt原子簇的存在明显地促进了ZnO的还原;实验结果表明:由H_2处理引起的Pt与ZnO间的相互作用在较宽温度范围内经历两个不同的阶段:低温氢处理(室温和 150℃)使Pt4f电子结合能产生负化学位移,表明电荷从部分还原的担体转移给了担载的金属Pt原子;而高温(300℃)则引起担载金属与担体间界面原子重排,只有经过400℃空气氧化才会破坏这种作用,使体系恢复到初始状态。     

掺杂钙钛矿型氧化物的固体结构及其可交换氧

钙钛矿型氧化物具有稳定的立方结构，以不同价态元素（Ｖ＾５＋，Ａｌ＾３＋，Ｍｇ＾２＋，Ｌｉ＾＋）对ＳｒＴｉＯ３中的Ｔｉ＾４＋进行取代，ＸＲＤ表明基基本结构保持不变，同时其谱线有不同程度的宽化。这种宽化归因于取代所引起的晶体不完整性。取代元素的价态及量将在不同程度上破坏晶体的完成性。这种不完整性导至氧空位Ｖｏ的形成，从而可使晶格氧与气相氧在较低温度进行交换，ＴＰＤ显示３００～６００℃的可交换氧量决定于     

金属-半导体催化剂Pt/TiO2的表面微观结构

用透射电镜(TEM)技术研究了Pt/TiO_2催化剂的表面形貌。经高温下氢处理的Pt/TiO_2,表面上原来高分散的不规则的Pt微粒发生迁移并构成多边形粒子。暗场TEM照片上的“蝶”形图象说明多边构形实际是外延生长的Pt多面体微晶。确定了在氢气氛中加热是造成TiO_2半导体表面缺陷,并导致Pt粒子规整构形的重要条件。还发现Pt/TiO_2的表面微观形貌和催化性能之间有并行关系。用金属-半导体相互作用的观点可以合理地解释这些结果。     

高温氢处理后Pt-Tio2催化剂的表面重组

多年来,人们对于金属-TiO_2催化剂的金属-担体强相互作用的研究表现出浓厚的兴趣,但对这种现象出现的原因仍未有确切的结论.近年来,有较多的工作倾向于用低价TiO_x薄膜覆盖Pt微晶或Pt-Ti的键合来解释金属-TiO_2的相互作用.为了确切弄清其原因,进行Pt-TiO_2催化剂表面的直观考察是很有意义的.我们过去在这方面     

光沉积Pt/TiO2催化剂及其光催化性能

采用光电方法制得了高分散的Pt/TiO_2催化剂。由氢吸附和X光线宽化法测得的结果表明,当铂含量低于2％时,铂颗粒小于30A。同时,通过透射电子显微镜观察到在TiO_2上Pt的分布是均匀的。 在紫外光照射下,Pt/TiO_2催化剂的水悬浮体系具有一定的光解水活性,并发现催化剂的铂含量在2％到5％范围内其光催化活性较高。     

关于Pt/TiO2粉末催化光解水机理的探讨

为了研究Pt/TiO_2作为光解水催化剂的功能,我们用电化学动电位扫描方法(包括循环电位扫描和线性电位扫描),考察了TiO_2和Pt/TiO_2上的电极过程。发现在TiO_2表面上在半导体能隙电位范围内,仅有微弱的授受电子的能力。而担Pt以后,由于金属Pt和TiO_2载体之间的相互作用,在禁带中出现了原来没有的能级,为传递电子打开了通道,使Pt/TiO_2比TiO_2有高得多的活性。实验还说明,由于表面能态的存在,在Pt/TiO_2—水溶液界面上受光辐照时,可能在光解水反应的同时还发生溶氧反应,导致复杂的光解水反应,在放氢的同时还生成H_2O_2等其它氧的还原产物。