O2-在CdS表面复合氧化物层中的积聚及其对Pt/CdS（T）光催化活性的影响

Pt/CdS经短时间高温空气处理后,CdS表面覆盖有一层氧化物(CdO-Cd(OH)2);在储存过程中,表面层中的Cd(OH)2进一步与空气中的CO2反应生成CdCO3,并有O2-在表面层中积累.O2-可起e-CB和h+VB复合中心的作用,导致Pt/CdS(T)光催化活性的降低.     

O2^—在CdS表面复合氧化物层中的积聚及其对Pt／CdS（T）光催化活性的 …

Ｐｔ／ＣｄＳ经短时间高温空气处理后，ＣｄＳ表面覆盖有一层氧化物；在储存过程中，表面层中的Ｃｄ（ＯＨ）２进一步与空气中的ＣＯ２反应生成ＣｄＣＯ３，并有Ｏ２＾－在表面层中积累。Ｏ２＾－可起ｅＣＢ＾－和ｈＶＢ＾＋复合中心的作用，导致Ｐｔ／ＣｄＳ（Ｔ）光催化活性的降低。     

光诱导双助催化剂在半导体表面的自发形成（英文）

半导体光催化体系的助催化剂在光生电荷分离和表面催化反应过程中扮演着重要的角色.然而,在反应条件下助催化剂的化学态是否发生改变尚不清楚.本文以钽酸钠为模型光催化剂,系统地研究了镍基助催化剂在光催化分解水反应中的化学态.结果发现,在光诱导条件下半导体钽酸钠单晶表面自发形成了金属镍和氧化镍双助催化剂.首先用传统的水热法合成只暴露单一晶面的六面体钽酸钠半导体单晶光催化剂和暴露不等同晶面的二十六面体钽酸钠半导体单晶光催化剂.原位光沉积结果显示,暴露不同晶面的二十六面体钽酸钠半导体单晶光催化剂存在晶面间的电荷分离现象,进一步利用该现象可以确定不同催化活性位上镍基助催化剂的作用.XPS结果显示,半导体钽酸钠单晶表面的镍基助催化剂存在的不同价态.高分辨透射电镜结果表明,不同晶面上的镍基助催化剂具有不同的形貌,并且通过晶格衍射条纹的对比确认了不同镍基助催化剂物种的归属和作用.将表面浸渍氧化镍的二十六面体钽酸钠半导体光催化剂用于全分解水测试发现,反应开始阶段H_2:O_2比值小于2:1,说明部分光生电子被消耗掉,用于还原氧化镍,生成了金属镍.将表面还原的金属镍光催化剂进行全分解水测试发现,反应开始阶段H_2:O_2比值大于2:1,说明部分光生空穴被消耗掉,用于氧化金属镍,生成了氧化镍,金属镍和氧化镍最终在反应的过程中达到了平衡.金属镍担载在{001}晶面上,起着还原助催化剂的作用,参与质子还原,释放出H_2;氧化镍担载在其他晶面上,扮演着氧化助催化剂,参与水的氧化,释放出O_2;金属镍和氧化镍共同促进了光催化全分解水反应,使反应活性达到了最高.这种双助催化剂的自发形成现象不仅存在于二十六面体钽酸钠单晶半导体表面,在六面体钽酸钠单晶半导体表面也同样存在,是一个普适性的现象.在六面体钽酸钠半导体单晶光催化剂表面同样可以发现不同形貌的镍基助催化剂,分别归属于金属镍和氧化镍.本文说明了助催化剂的化学态在光催化反应的条件下是可以发生改变的,并且光生电荷可以在半导体表面诱导双助催化剂的自发形成.     

Pt／CdS光催化剂表面修饰和表面结构

Ｐｔ／ＣｄＳ光催化剂表面修饰和表面结构张虎勤陈开勋＊金振声（西北大学化工系西安７１００６９）（中国科学院兰州化学物理研究所兰州）关键词光催化剂，半导体，表面组成，表面修饰１９９６－０５－２０收稿，１９９６－０９－２８修回近年来对在Ｐｔ／ＣｄＳ催化剂上...     

直接电沉积具有枝晶壁的三维多孔Pt（英文）

在室温下用氢气泡动态模板阴极沉积法直接快速制备了由枝晶构成的三维多孔铂膜(3D PDPFs)。研究了沉积时间、电解质和基底等实验参数的影响。采用扫描电镜和X射线衍射对沉积的3D PDPFs进行了表征。3D PDPFs对甲醇电催化氧化具有高催化活性,并且该材料在吸附吡啶后具有表面增强拉曼散射(SERS)效应,其在修饰单层n-十二烷硫醇后表现出超疏水性能。该研究为3D PDPFs的制作提供了一种简单的新方法。     

Zr-TiO_2催化剂对燃煤NO析出特性的影响及其催化机理（英文）

采用浸渍法与微波法制取改性的Zr-TiO_2,利用管式炉进行劣质煤NO析出实验,探究了脱硫剂、不同方法制备的改性TiO_2对劣质煤NO排放的影响及煤种的适应性,并对制备的Zr-TiO_2及其煤焦进行XRD、BET、SEM、XPS、TGA表征分析,得出脱硝机理。结果表明,脱硫剂的添加会促进NO的析出,在燃烧温度850℃、氧气流量40 mL/min、脱硫剂为MgO时,催化剂为浸渍法5%Zr-TiO_2时NO的排放量最低,比纯TiO_2低51.0%,比同条件下纯煤燃烧时低84.6%;对选用的10个煤种的适应性实验结果表明,制备的浸渍法5%Zr-TiO_2催化剂能够适用于硫分3%、灰分30%的煤种,拓宽了催化剂的应用范围;Zr的掺杂抑制了晶粒增长,增强了活性组分,使得吸附氧含量增多,促进了催化过程中元素价态的转化,加速了挥发分的析出,起到了助燃作用,增大了煤焦的比表面积,增强了煤焦的异相还原能力。     

羟基修饰MOFs的合成、表征和光催化机理（英文）

合成了具有大的比表面积和结构容易修饰的金属有机框架材料(MOFs)光催化剂:MIL-101(Cr)和MIL-101(Cr)-2OH。利用红外、X射线粉末衍射、X射线光电子能谱等仪器对MIL-101(Cr)和MIL-101(Cr)-2OH光催化剂的结构进行表征分析。通过紫外-可见光漫反射光谱、ζ电位、电喷雾电离质谱系统地分析研究MOFs中不参与配位的给电子基团对光催化降解亚甲基蓝性能的影响。研究发现MIL-101(Cr)-2OH中桥联配体2,5-二羟基对苯二甲酸上不参与配位的2个羟基,可以通过配体-金属的电荷转移作用影响光的吸收,从而调控光催化降解速率     

SiC/Pt/CdS纳米棒Z型异质结的制备及其高效光催化产氢性能（英文）

本文采用简单的化学还原辅助水热法制备了一种新型Si C/Pt/Cd SZ型异质结纳米棒,并将Pt纳米粒子锚定在Si C纳米棒与Cd S纳米粒子的界面间,诱导电子-空穴对沿着Z型迁移路径进行转移。进行一系列的表征来分析该催化体系的结构,形貌和性能。X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)结果表明,成功合成了具有较好晶体结构的光催化剂。通过透射电子显微镜证明,Pt纳米颗粒生长在Si C纳米棒和Cd S纳米颗粒的界面间。UV-Vis漫反射光谱显示,所制备的Z-型异质结样品具有比原始Cd S材料更宽的光吸收范围。光致发光光谱和瞬态光电流响应进一步证明具有最佳摩尔比的Si C/Pt/Cd S纳米棒样品具有最高的电子-空穴对分离效率。通过控制Si C和Cd S的摩尔比,可以有效地调节Si C/Pt纳米棒表面Cd S的负载量,从而使得Si C/Pt/Cd S纳米棒光催化剂达到最佳性能。当Si C:Cd S=5:1 (摩尔比)时可以达到最佳产氢性能,其最大析氢速率达到122.3μmol·h~(-1)。此外,从扫描电子显微镜、XRD和XPS分析可以看出,经过三次循环测试后,Si C/Pt/Cd S光催化剂的形貌和晶体结构均基本保持不变,表明Si C/Pt/Cd S纳米复合材料在可见光下产氢时具有稳定的结构。通过选择性光沉积技术在光反应中同时进行Au纳米粒子的光还原沉积和Mn3O4纳米粒子光氧化沉积以证明电子-空穴对的Z-型转移机制。实验结果表明,Cd S导带上的电子主要参与光催化过程中的还原反应,Si C价带上的空穴更容易发生氧化反应,其中,Si C的导带上的电子将与Cd S价带上的空穴复合形成Z型传输路径。因此,提出了在光催化产氢过程中Si C/Pt/Cd S纳米棒催化体系可能的Z-型电荷迁移路径来解释产氢活性的提高。该研究为基于Si C纳米棒的Z-型光催化体系的合成提供了新的策略。基于以上分析,Si C/Pt/Cd S纳米复合材料具有高效、廉价、易于制备、结构稳定等优势,具有突出的商业应用前景。     

在空心聚苯乙烯微球表面电沉积Au-Cu双壳层（英文）

PS/Au/Cu双壳层核壳复合微球是在自制的电沉积装置中首先在空心聚苯乙烯微球模板上电沉积金形成PS/Au微球,然后再电沉积Cu。首先,PS/Au微球保持了较好的球形度,其中沉积层Au粗糙度低,且厚度达到5.6μm。由于Au和铜有相同的面心立方晶体结构,所以Cu沿着Au的晶体结构在PS/Au表面沉积。微球断面Au-Cu结合非常紧致,Cu的厚度为8.62μm,Au的厚度为4.04μm。PS/Au/Cu微球和Au-Cu双壳层的形貌、厚度,成分和粗糙度是通过3D体式显微镜,SEM、EDS和XRD表征,其结果显示PS/Au/Cu微球及双壳层Au-Cu均匀细致,粗糙度低。     

Pt皮肤的Pt基双金属电催化的氧还原设计（英文）

过去几十年,能源储存转化领域取得重大的进展,而Pt皮肤的Pt基双金属电催化剂在调控电催化剂的电子结构具有巨大的前景,特别是对于氧还原反应而言.本工作主要综述了最近几年关于Pt皮肤的Pt基双金属电催化剂的设计制备以及其性能.本文的主要重点在于系统地综述了Pt皮肤的Pt基双金属电催化剂的合成方法,以及其对于氧还原反应的机理研究.     

ITO表面Pt颗粒的电化学沉积制备及其电催化氧化氨研究

以氧化铟锡(ITO)透明导电玻璃为导电基体, 采用恒电位电化学沉积方法, 在其表面制备Pt颗粒. 使用扫描电子显微镜(SEM), 能量色散X射线荧光光谱(EDS)与X射线衍射(XRD)表征了ITO表面沉积的Pt颗粒的形貌, 成分和结构. 采用循环伏安(CV)和电化学活性面积(EASA)表征Pt/ITO电极在碱性介质中对氨的电催化氧化性能及其有效电化学表面积. 结果表明, 采用电化学沉积方法, 可在ITO表面获得具有较好分散度的亚微米尺寸的Pt颗粒. 制备的Pt/ITO电极在较低Pt担载量(约0.12 mg•cm^－2)的条件下, 即可获得远高于纯Pt电极的电催化氧化氨活性. 这主要归因于电化学沉积制备的Pt颗粒尺寸较小且在ITO表面呈良好分散, 具有很高的电化学活性面积.     

核壳结构CdS/ZnS微米球表面处理与光催化制氢性能的关系（英文）

具有高活性和稳定性的半导体光催化材料是太阳能光催化制氢领域的研究热点,其中CdS胶体颗粒催化剂因其合适的禁带宽度和带边位置以及较低的原料价格而广受关注.但它在水溶液中不稳定,易受光腐蚀,因而限制了其应用.目前人们致力于用各种方法提高其稳定性,包括各种纳米结构的应用、复合其他催化剂材料以及不同晶相结构复合.ZnS是一种宽禁宽半导体,禁带宽度为3.6 eV,常被用来与CdS形成固溶体调控其能带结构,从而提高其性能和稳定性.其中核壳结构CdS/ZnS异质结具有骑跨型(I型)能带结构,具有特殊的光学和电学性质,在量子点LED和量子点生物荧光显示剂方面获得关注和应用,同时也显示了良好的光催化性能.研究人员对核壳结构CdS/ZnS异质结材料中ZnS壳层厚度对其光学性能包括荧光效率等的影响进行了研究,然而ZnS壳层厚度、颗粒尺寸及其表面处理对光催化性能影响方面的报道很少.本文发展了一种简易的两步法,制备了核壳结构CdS/ZnS微米球光催化剂.首先采用超声喷雾热分解法制备CdS微米球,然后以水浴法在CdS微米球上生长ZnS壳层.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和透射电镜(TEM)对所得样品进行了表征.SEM和TEM结果显示,所得微米球为完整包裹的球形核壳结构;XRD表征证实CdS核与ZnS壳层皆为六角相晶型;光催化性能表征结果显示,该样品的光催化制氢性能远高于单独的CdS微米球以及同法所制的ZnS微米球.通过改变前驱液浓度(Zn源浓度分别为0.2,0.3和0.5 mol/L)获得了三种不同厚度的核壳结构CdS/ZnS微米球,X射线荧光光谱结果证实了其壳层厚度成功调控.UV-vis结果发现,其吸收边由内核CdS决定,受壳层厚度的影响不大.光致荧光发射光谱分析发现,随着壳层厚度的增加,其540 nm处的CdS带边发射峰强度逐渐增大.这可能是由于ZnS壳层对CdS表面缺陷的钝化作用降低了其非辐射复合过程,从而提高了荧光发光效率.光催化制氢性能结果表明,前驱液浓度为0.3 mol/L时合成的核壳结构CdS/ZnS微米球的产氢效率最高.为了进一步提高其光催化效率,采用氮气中高温热处理、水热二次硫化法以及两者共用三种方式对性能最优的微米球进行改性,获得了三种核壳结构CdS/ZnS样品.结果发现,这些改性方法未影响其吸收边,但水热二次硫化法处理以及两者共用处理的样品在540 nm处的光致荧光发射峰强度明显高于未处理的和高温热处理的样品,证实水热二次硫化法处理可以有效地消除其表面缺陷,减少非辐射复合.XRD结果表明其晶型没有发生变化.TEM表征发现,经高温热处理后其壳层发生重结晶,形成颗粒包裹形貌,而经水热二次硫化法处理后其壳层同样发生重结晶,但包裹颗粒的尺寸明显更小.光催化性能测试表明,处理后样品的光催化性能皆优于未处理样品,其中两者共用法处理的样品产氢性能和稳定性最高.     

Pt（111）和Pt3Ni（111）表面上CO催化氧化反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论,对Pt(111)和Pt3Ni(111)表面上CO和O的单独吸附、共吸附以及CO的氧化反应进行了系统的研究. 结果表明, Pt3Ni(111)表面上CO的吸附弱于Pt(111)表面, O的吸附明显强于Pt(111)表面. 两个表面表现出相似的CO催化氧化活性. 表面Ni的存在不但稳定了O的吸附,同时也降低了过渡态O的能量.     

Pt（111）表面上一氧化碳的吸附与氧化反应

Ｐｔ（１１１）表面上一氧化碳的吸附与氧化反应１）刘金尧（清华大学一碳化工国家重点实验室北京１０００８４）ＸｕＭＺａｅｒａＦ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣａｌｉｆｏｒｎｉａＲｉｖｅｒｓｉｄｅＣＡ９２５２１）关键词...     

表面氟化TiO_2空心光催化剂制备及其应用（英文）

空心结构和特定表面功能赋予球形组装体卓越的高性能与新特性,在催化、光催化、能量转换、存储以及生物医学等领域具有广阔的应用前景。以作者团队的研究结果为主,本综述概述了表面氟化TiO_2多孔空心微球(F-TiO_2 PHMs)的制备及其光催化应用进展。本文中,F-TiO_2 PHMs的合成策略主要包括简化的两步模板法,以及基于氟诱导自转变机制(FMST)的无模板法。与两步模板法相比,FMST法中模板的形成、包覆与去除都在"黑箱"式的一步反应中完成,无需额外的认为处理步骤。FMST法制备F-TiO_2 PHMs暗含四个基本步骤:成核、自组装、表面再结晶与自转变。通过控制FMST法的四个基本步骤,经过简单的水热处理可以成功制备高产量的F-TiO_2 PHMs,同时F-TiO_2 PHMs的多层次微观结构参数,如空腔、多级孔、一次纳米粒子的组成与结构等,均可以很好地裁剪调控。F-TiO_2 PHMs在光催化应用中具有增强光吸收、促进传质、降低膜污染等结构优势。同时,F-TiO_2 PHMs制备过程原位引入表面氟修饰,带来显著表面氟效应,不仅有利于反应物分子的吸附和活化,而且有利于光生电子和空穴的表面俘获和界面转移。并且,多孔空心结构对客体修饰,如离子掺杂、基团功能化和纳米粒子负载等,表现出更好的相容性和耐受性,可以进一步提高F-TiO_2 PHMs的光催化性能。结合F-TiO_2 PHMs的主客体协同修饰作用,可以同时增强光吸收范围与强度,降低电荷复合几率,促进传质与吸附,提高表面反应效率,因此整个光催化过程可以综合调控协同优化。综上所述,F-TiO_2 PHMs具有丰富的组成/结构参数和优异的理化性质,结合空心结构、分等级多孔性、表面氟化等特征,以及主/客体协同修饰作用,实现一体化调控复杂的光催化过程,改善光催化性能,为光催化技术潜在应用发展提供保障。     

Zn改性的Pt/SAPO-11催化剂及其提高二甲基烷烃选择性（英文）

随着环保法规的日益苛刻,世界各国对发动机燃料指标的要求也越来越严格,汽油组分中的烯烃含量逐渐被限制.作为提高汽油辛烷值的有效手段,正构烷烃的临氢异构化越来越引起人们的重视.烷烃碳数相同时,具有多支链的异构体往往具有更高的辛烷值.因此,在正构烷烃临氢异构化过程中,提高多支链异构体的选择性具有重要意义.Pt/SAPO-11作为双功能催化剂具有适宜的孔结构、温和的酸性和适度的加氢脱氢活性,在烷烃临氢异构化反应中表现出色,得到了广泛研究.已有文献报道中,通过添加第二金属改性可以调节双功能催化剂的物理化学性质,进而影响其催化活性和产物选择性.为了提高异构产物选择性,特别是多支链异构产物的选择性,本文研究了Zn改性的Pt/SAPO-11催化剂在正辛烷临氢异构化中的反应性能,与未改性的Pt/SAPO-11催化剂相比,Zn改性的Pt/SAPO-11催化剂表现出更高的二甲基烷烃选择性.通过动态合成方法合成SAPO-11分子筛,进而制备Zn改性的Pt/SAPO-11催化剂.XRD表征表明,Pt和Zn的引入基本没有引起SAPO-11特征峰改变,并且未发现Pt和Zn氧化物的特征峰,说明金属组分得到很好的分散.氮气吸附-脱附实验表明,随着Zn添加量的增加,载体的比表面积和孔体积略有减少.NH_3-TPD和吡啶红外光谱用于表征Zn的加入对催化剂酸性的影响,结果表明,少量Zn的添加可以增加酸量,这是由于Zn的引入可以产生L酸性位;而随着Zn的增加,总酸量减少,这是由于过多的Zn覆盖了载体的酸性位.H_2-TPR和H_2-TPD表征发现,Zn的引入使得Pt在高温处的还原峰减小,说明Zn改变了Pt在载体上的位置,使其主要负载在分子筛外表面.由于Zn~(2+)是阳离子并具有较小的离子半径,它可以作为竞争吸附剂,首先进入分子筛孔道从而抑制了Pt进入分子筛孔道.H_2-TPD表明,Zn的引入使得H_2的脱附温度逐渐降低,这与Zn增加了Pt的分散度有关;但是当Zn的添加量达到0.7%时,H_2的脱附温度升高,同时溢流氢增加.以正辛烷为模型化合物,在固定床高压微型反应装置中对一系列催化剂进行了评价,考察了Zn改性的Pt/SAPO-11催化剂和未改性的Pt/SAPO-11催化剂的催化性能.与未改性催化剂相比,Zn改性的催化剂在相同转化率条件下,异辛烷的选择性基本相同,但是二甲基己烷的选择性明显提高.当Zn的添加量为0.5%时,二甲基己烷选择性达到最大值,继续提高Zn的添加量,其选择性下降.值得注意的是,在相同反应条件下,未改性的催化剂具有更高的正辛烷转化率.我们分析认为,由于Zn的添加促进了二甲基己烷的产生,而其具有较大的分子尺寸,在反应中存在扩散问题,影响了改性催化剂的异构化活性.本文工作表明,适宜的Zn添加量有利于提高二甲基烷烃的选择性,对于提高汽油辛烷值具有重要意义.     

通过孔道功能化策略将CdS精准修饰到Zr-MOFs表面构筑高效光解水催化剂（英文）

利用光催化技术来获得氢能被认为是解决环境危机和能源短缺的一种有效手段,近年文献报道了多种制氢催化剂,其中, CdS因具有较好的可见光吸收性能,被认为是一种理想的光解水催化剂.但有限的光催化活性位点及易受光腐蚀限制了它的应用.与具有超大比表面积的MOFs材料结合,构筑异质结构可有效改善上述问题,进而提高光催化活性.但不同材料之间存在很高的界面能垒,构筑具有强相互作用的异质结构是十分困难的,因此,寻找一种有效的方法来构筑具有强相互作用的异质结构具有重要意义.目前,研究人员主要采用三种方法构筑Zr-MOFs@CdS异质结:(1)溶剂热合成法,该合成方法虽然简单,但缺少锚定位点,使得CdS易于团聚;(2)表面活性剂辅助法,可增强材料间结合力,但是表面活性剂的引入会降低电荷传输性能;(3)在MOFs配体上修饰锚定位点,增强与CdS结合位点,可有效解决上述问题,但增加了配体官能化的制备成本.本文采用简单的溶剂热反应将巯基乙酸修饰到Zr-MOFs材料的金属簇上,其中巯基官能团可作为锚定位点来固定Cd²⁺离子,并通过进一步的取代反应将CdS精准修饰到Zr-MOFs表面,从而构筑具...     

Ru膜上Pt层的自发沉积及其在电化学表面增强红外光谱中的应用

采用自发沉积法在Ru膜上生成超薄Pt层(简称Ru/Pt膜), 即在开路状态下将电化学还原后的Ru膜浸于除去氧的H2PtCl6溶液中进行自发沉积. 电化学伏安法测量表明, 随着电还原-自发沉积循环次数的增加, 该Ru/Pt膜电极所含Pt组分增加, 且CO吸附层的电氧化峰电位较Pt膜电极上的明显负移. 应用现场衰减全反射表面增强红外光谱法(ATR-SEIRAS)可轻易检测到在该膜电极Pt和Ru位上吸附CO的振动谱峰. 所制Ru/Pt膜电极不仅对CO的电催化氧化具有协同效应, 还可应用于现场ATR-SEIRAS的研究中.     

Pt／CdS的表面性质对乙醇水溶液光催化脱氢性能的影响

藉XPS,XRD和PZC(零电荷点)方法,研究0.5wt％Pt/CdS表面性质的变化对乙醇水溶液光催化脱氢性能的影响。用光还原法制备的Pt/CdS,经510℃的空气处理,其表面的O/S原子比和PZC都随处理时间的延长而增大(即表面碱性增强),产氢速率(~rH_2)也随之变化。当处理时间为45min时,~rH_2呈现最大值。空气和氩气处理的Pt/CdS样品的X-衍射结果表明。CdS体相六方晶形丰度的增加与其光催化脱氢性能无直接的联系。     

高性能Pt纳米管中管电催化剂在甲醇燃料电池中的应用（英文）

通过ZnO模板辅助的电沉积方法设计和合成了Pt管中管阵列.作为一种具有利用率高、活性物质传输快的三维结构的电催化剂,Pt管中管阵列显示了高电化学活性面积(64.9 m~2/gPt).与Pt纳米管和商业Pt/C催化剂相比,Pt管中管阵列明显提高了甲醇氧化电催化活性和稳定性.另外,Pt管中管阵列也显示了优越的抗CO毒化能力.这个研究展示了高性能Pt基直接甲醇燃料电池电催化的一个重要进展.