范济民
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赵志换
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王志忠
影像科学与光化学
以钛酸正丁酯为原料采用原位化学合成的新方法,以二价钴离子为模板剂在TiO2凝胶基质合成的同时,通过邻苯二腈的四聚反应将酞菁钴(CoPc)在TiO2表面原位合成,得到均匀掺杂的CoPc/TiO2光催化剂.用紫外-可见漫反射光谱、傅立叶变换-红外光谱等证实了CoPc的成功负载,并将其用于可见光下、水溶液中CO2的还原反应,通过比较还原反应的效率,确定此光催化剂的最佳制备条件为:CoPc在TiO2表面的摩尔负载量为3%,焙烧温度为200℃,溶胶搅拌时间为20 h,钛酸丁酯与邻苯二腈及钴离子同时加入溶胶体系中.采用此法制备的催化剂中CoPc酞菁环上的电子密度增加,有利于作为敏化剂的激发态CoPc向半导体TiO2的导带注入电子,而且CoPc被均匀分散于TiO2凝胶基质中,其上的"笼效应"有效避免了CoPc的迁移,使其二聚及多聚倾向大大减弱.此光催化剂用于CO2光还原,在可见光照射下,水溶液中即可光还原CO2为甲醇、甲醛、甲酸等产物,在光照反应10 h后总产量最高可达2903.83 μmol/ g-catal.
关键词:
原位合成方法
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CO2光还原
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TiO2
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酞菁钴
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光催化
赵春
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钟顺和
应用化学
doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2005.04.001
采用溶胶凝胶法制备了复合半导体光催化材料ZnO-TiO2,并用热分析(DTA-TG)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微术(TEM)、BET比表面测试(BET)、程序升温还原(TPR)、红外吸收光谱(IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)及多相光催化反应等实验技术对其晶体结构、表面组成、吸附性能、吸光性质以及光催化反应性能进行了表征和评价. 实验结果表明,制得的催化剂粒径处于10～20 nm之间,比表面积为72.5 m2/g,晶体结构以锐钛矿型TiO2为主;ZnO和TiO2复合后,Zn2+进入氧四面体和八面体中心,形成Zn2TiO4晶相,提高了250～400 nm范围光的吸收强度;在常压、100 ℃条件下可以实现CO2与C2H4的光催化合成反应,CO2转化率为0.28%,生成丙烯酸的选择性超过70%.
关键词:
复合半导体材料ZnO-TiO2
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光催化剂
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CO2光还原
,
吸光性质
