研究人员证明钛酸盐纳米管复合材料增强了氢的光催化作用

导读 在NANO发表的一篇论文中,大学的研究人员研究了钛酸纳米管 (TNT) 对常用二氧化钛 (TiO 2 )的光催化性能,并发现了 TNT 的优越性能。

在NANO发表的一篇论文中,大学的研究人员研究了钛酸纳米管 (TNT) 对常用二氧化钛 (TiO 2 )的光催化性能,并发现了 TNT 的优越性能。

在研究中,与通过简便方法合成的 TNT 相比,TiO 2被用作参考载体。结果表明,与 Pt/TiO 2相比,使用微波加热工艺制造的铂 (Pt/) TNTs 在更大程度上增强了从甲醇中析氢的能力。TNT的高表面积可以改善甲醇在活性位点上的吸附,并防止形成团聚的细 Pt 颗粒。

此外,高表面积导致 Pt 和 Ti 原子之间的接触面积增加,从而增强了强烈的金属-载体相互作用并提高了 H 2生产性能。这是由于TNTs的吸收光谱在负载Pt后更大程度地向可见光区域移动,从而提高了甲酸分解成CO 2的选择性。因此,具有相当高光催化效率的 Pt/TNTs 作为有前景的光催化剂在进一步应用中是可行的。

钛酸盐纳米管(TNTs)复合材料比Pt/TiO 2更好地增强了甲酸产生H 2的光催化选择性。此外,就强金属-载体相互作用而言,TNTs 的组分与 Pt 原子之间会发生更强的电子相互作用,从而影响光催化剂的行为。因此,在紫外和可见光照射下,由Pt和TNTs形成的光催化剂比20% v/v甲醇溶液中的TiO 2具有更高的光催化性能。

TNT 提供比 TiO 2纳米颗粒更高的活性表面积。高表面积为电子和空穴提供了较短的扩散路径,促使它们转移到表面并减少电子和空穴的复合。此外,该论文的 X 射线光电子能谱 (XPS) 结果显示,由于 Pt 和 TNT 之间强烈的金属-载体相互作用,Pt 结合能出现负移和 Ti 结合能正移。因此,TNT 复合材料的显着高光催化效率促进了它们作为有前途的光催化剂的应用。

此外,值得注意的是,一摩尔 HCOOH 分解为一摩尔 CO 2和一摩尔 H 2,或一摩尔 CO 和一摩尔 H 2 O。因此,提高甲酸的选择性很重要CO 2放出的分解。结果显示裸TNT和Pt/TNT导致比裸TiO 2和Pt/TiO 2更低的CO产生。这一结果可能是由于直径差异导致 CO 无法扩散到 TNTs 的孔隙中,因为 CO 的动力学直径 (0.38 nm) 大于 CO 2 (0.33 nm)的动力学直径。

光催化剂的不同结构是否会促进甲酸对H 2的光催化选择性?研究人员证明管状 TNTs 复合材料比 TiO 2更好地增强了光催化制氢。

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