鞠晓花
,
范峰滔
,
田福平
,
冯兆池
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.91222
以环己胺为有机模板剂,硅溶胶为硅源,采用静态合成法在220℃的水热体系中制得了ZSM-35分子筛纯相.当初始凝胶中含有一定量的K+时,在晶化过程中,K+与Na+的共同作用可以很好地抑制混晶丝光沸石的生成,且当n(K+)/n(K++Na+)=0.3时,制得的ZSM-35分子筛晶化度最高.利用X射线衍射和紫外拉曼光谱对分子筛形成的最佳条件以及晶化机理进行了研究.发现合成初期前体中含有五元环和六元环的硅物种构筑单元.通过水热晶化过程,与硅酸盐的五元环或六元环有关的450cm-1处紫外拉曼谱峰增强,在晶化后期,随着无定形凝胶逐渐被消耗,在421,312和215cm-1处出现新的ZSM-35结构的特征拉曼谱峰,说明这些环物种相互聚集最终形成了ZSM-35分子筛.
关键词:
ZSM-35分子筛
,
静态合成
,
环己胺
,
晶化机理
郭强
,
范峰滔
,
郭美玲
,
冯兆池
,
李灿
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(10)60281-1
利用紫外共振拉曼光谱和紫外-可见漫反射光谱对不同铁含量的FeAlPO4-5分子筛进行了研究.结果表明,FeAlPO4-5分子筛的骨架铁有4个特征的拉曼谱峰,分别位于630,1060,1140和1210 cm-1.当凝胶中A1/Fe比小于380时,只有一部分铁离子可以进入分子筛形成四配位的骨架铁物种；而另一部分则以骨架外六配位的铁物种存在,其特征拉曼谱峰位于285 cm-1.结合紫外拉曼光谱、紫外-可见漫反射光谱和X射线衍射研究了Al/Fe比为760时FeAlPO4-5分子筛的晶化过程.结果发现,在分子筛晶化前,铁物种以六配位的形式存在,它为分子筛前体中的一维链状磷酸铝添加了一个惰性端基,六配位的Fe-O键不利于它与其它磷酸铝物种发生反应；当分子筛开始晶化时,带有铁离子端基的磷酸铝链与其它磷酸铝链进一步反应形成分子筛骨架.同时,六配位的铁离子和邻近的磷酸铝物种反应转化为四配位的骨架铁物种.
关键词:
铁
,
AlPO4-5分子筛
,
紫外拉曼光谱
,
共振拉曼效应
,
合成机理
沈帅
,
贾玉帅
,
范峰滔
,
冯兆池
,
李灿
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60702-5
使用时间分辨红外光谱研究了经H2和O2处理的La和Cr共掺杂SrTiO3的光生电子动力学.X射线光电子能谱和Raman光谱结果表明,H2处理后样品中的Cr均是+3价,而O2处理后Cr为+3和+6价.使用355和532 nm激光激发样品所得时间分辨红外光谱表明,相比在cr6+存在时,光生电子衰减速率在Cr3+存在的情况下要慢,这说明Cr3+更有利于抑制光生电子空穴的复合,从而增加光催化产氢的活性.
关键词:
时间分辨光谱
,
铬掺杂
,
钛酸锶
,
光催化
王俊英
,
夏海岸
,
鞠晓花
,
范峰滔
,
冯兆池
,
李灿
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60555-5
采用固态离子交换法制备了一系列Fe/Al摩尔比为0.33的Fe/分子筛(ZSM-35,ZSM-5,beta和mordenite(丝光沸石))样品,并利用紫外-可见漫反射光谱、原位红外光谱和可见拉曼光谱以及瞬态应答实验考察了分子筛种类对N2O分解反应性能的影响.研究表明,经高温处理(HT)后分子筛的催化活性顺序为Fe/ZSM-35＞ Fe/beta＞ Fe/ZSM-5＞ Fe/mordenite,与骨架外铝稳定的双核铁物种含量一致.这说明双核铁物种是高温处理后Fe/分子筛样品中N2O分解的活性位,而它的形成与分子筛种类密切相关.Fe/ZSM-35分子筛十元环孔道中相邻两个α位和八元环孔道中相邻两个β位都能稳定两个Fe(Ⅱ)离子而形成能高效分解N2O的双核铁活性中心.Fe/beta和Fe/ZSM-5分子筛中只有落在相邻两个β位上的两个Fe(Ⅱ)离子才能形成参与N2O分解的高活性的双铁活性中心.Fe/mordenite-HT分子筛上的铁物种绝大部分以孤立Fe离子的形式存在,因此其催化N2O分解反应活性很低.
关键词:
铁
,
分子筛
,
氧化亚氮分解
,
拉曼光谱
范峰滔
,
徐倩
,
夏海岸
,
孙科举
,
冯兆池
,
李灿
催化学报
与氧化钛光催化活性相关联,提出了"锐钛矿-金红石表面异相结增强光催化活性"的新概念.
关键词:
紫外拉曼
,
原位拉曼
,
微孔和介孔材料
,
杂原子分子筛
,
合成机理
,
相变
辛洪川
,
汤建庭
,
范峰滔
,
杨启华
,
李灿
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00107
使用P123作为模板剂,采用不同的硅源(正硅酸甲醋,正硅酸乙酷,硅酸钠)在弱酸性的条件下(pH =4.4,乙酸-乙酸钠缓冲溶液)合成掺杂铁的介孔氧化硅材料正硅酸甲醋和硅酸钠形成有序的二维六方相的介孔结构,而正硅酸乙醋形成了囊泡结构.紫外可见漫反射光谱和紫外共振拉曼光谱表明,在环境友好的条件下,采用硝酸铁和硅酸钠可以合成出高度隔离的铁物种.缓冲溶液提供了一条便捷的途径,通过简单改变硅源来控制介孔结构.掺杂铁的介孔氧化硅材料在苯酚的羟化反应中表现出优异的催化性能,主要由于铁物种高度分散在氧化硅载体上,介孔结构使铁活性位更易于接近反应物分子.
关键词:
Fe-SBA-15
,
隔离铁物种
,
硅酸钠
,
水热合成
,
紫外共振拉曼光谱
范大勇
,
种瑞峰
,
范峰滔
,
王秀丽
,
李灿
,
冯兆池
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61126-3
近年来,铁电材料作为一种潜在的高活性光催化剂材料越来越多地受到研究者关注.由于晶体结构的对称性破缺导致铁电晶体中出现自发极化,在这种极化内建电场的影响下,光生电子-空穴将发生空间分离,从而有效抑制载流子复合,进一步提高光催化体系的总量子效率.文献报道了很多性能优异的铁电光伏器件,在这样的思路下,越来越多的材料被直接作为光催化材料来研究,但有关顺电-铁电差异的报道很少,铁电性与光催化性能关联的直接证据尚有欠缺.研究表明, SrxBa1-xNb2O6(SBN)材料的居里温度(TC)对组分调变有很强的依赖性,当 Sr2+含量发生改变时(x =0.32-0.82),其居里温度可在10-270oC范围内变化.因此,合成一个居里温度接近室温的 SBN材料,研究其在顺/铁电相下自发极化行为、光生电荷分离行为、光催化行为及结构演变,就可能得到一个关于铁电性与光催化性能关系的直接证据,并有助于理解二者的关联性.本文以较低温度(65°C)下发生铁-顺电相变的 Sr0.7Ba0.3Nb2O6(SBN-70)材料为模型体系,使用X射线衍射、紫外可见光谱及不同温度下的铁电及介电测试、光电测试、光催化产氢和荧光激发谱等表征技术,研究了 SBN-70光电/光催化性能差异与相结构的相关性.首先使用高温固相合成法制备了纯相的四方钨青铜型 SBN-70材料,根据紫外可见漫反射光谱表征结果,推测 SBN-70材料在热力学上可发生光催化水分解反应.对 SBN-70进行的铁电及介电测试表明 SBN-70属于典型的弛豫型铁电材料：介电峰温度宽化显著,且介电峰位置随不同测试频率发生变化.在f =1 kHz测试下,其名义居里温度约为65oC.使用高温下两步烧结法制备了致密的 Ag/SBN-70/Ag陶瓷样品.受到高强度电场(E =30 kV/cm)极化的 Ag/SBN-70/Ag样品在紫外光照射下出现了显著光伏效应,铁电回线测试表明极化后的 SBN-70材料中存在强度约为0.8 kV/cm由剩余极化导致的内建电场,当经过极化的 SBN-70经过80oC退火后,光伏效应消失.结果表明, SBN-70极化后在内建极化场的作用下,在低温铁电相表现了显著的光生电荷分离能力,在进入高温顺电相后,这种分离能力随着自发极化的消失而消失.同时我们发现担载 Pt的 SBN-70粉末样品作为光催化剂在不同温度下存在很大的光催化产氢活性差异：反应在15oC时,产氢量为4.5μmol,随着反应温度升高,其产氢量升高,在60oC时为5.3μmol,继续升高温度至80oC时,发生了反常的活性变化,即产氢活性完全消失.这种反常的活性-温度关系可能与 SBN-70的铁-顺电相变有关：进入高温顺电相(80oC)后,晶体结构回到4/mmm点群,铁电畴结构不再存在,从而丧失了作为电荷分离驱动力的自发极化.不同温度下荧光激发谱结果也暗示了 SBN-70在高于65oC附近极化结构的消失.本文结果表明,铁电相中存在的铁电极化结构确实有利于光生电荷分离,进而提高了光催化反应活性.
关键词:
光催化
,
铁-顺电相变
,
锶钡铌氧
,
反常光电效应
,
变温荧光激发谱
