催化学报

催化学报 ›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (9): 913-918.

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混晶Zr掺杂Pt/TiO2催化剂光热催化氧化苯

王光平, 仇伟, 任成军, 柴军军, 董伟, 陈耀强, 龚茂初   

  1. 四川大学化学学院, 教育部绿色化学重点实验室, 四川成都 610064
  • 收稿日期:2009-09-25 出版日期:2009-09-25 发布日期:2009-09-25

Thermo-photocatalytic Degradation of Benzene on Zr-Doped Pt/TiO2 with Ana-tase/Rutile Mixture Phase

WANG Guangping, QIU Wei, REN Chengjun*, CHAI Junjun, DONG Wei, CHEN Yaoqiang, GONG Maochu   

  1. Key Laboratory of Green Chemistry and Technology of the Ministry of Education, College of Chemistry, Sichuan University, Chengdu 610064, Sichuan, China
  • Received:2009-09-25 Online:2009-09-25 Published:2009-09-25

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摘要： 以 TiOSO4 和 ZrOCO3 为原料, 采用共沉淀法制备了 Zr 掺杂量为 5% 的 TiO2 样品, 分别于 500, 650 及 700 oC 焙烧, 然后采用等体积浸渍法负载贵金属 Pt (0.5%) 制得系列复合催化剂, 并采用 X 射线衍射、N2 物理吸附、紫外-可见漫反射光谱、傅里叶变换红外光谱及 X 射线光电子能谱对催化剂进行了表征. 结果表明, Zr 的掺杂提高了 TiO2 的晶型转变温度, 催化剂的比表面积和 TiO2 晶格缺陷增加, 产生了较多的氧空位, 催化剂的表面羟基和禁带宽度增加. 适宜的锐钛矿/金红石混晶有效地分离了光生电子与空穴. 催化剂在 200 oC 和 30 W 紫外光辐照下进行光热催化氧化气相苯实验, 结果表明, Zr 掺杂显著提高了催化剂活性, 反应速率常数提高了 62%~90%, 适宜金红石相含量的混晶型催化剂活性较单一锐钛矿相更高, 其中, 650 oC 焙烧的 Zr 掺杂混晶 (含金红石 8%) 催化剂活性最高. 气相苯的光热催化过程不是光催化与热催化的简单叠加, 而是存在协同作用.

关键词: 锆, 铂, 二氧化钛, 苯, 光热催化, 共沉淀法, 锐钛矿/金红石混晶

Abstract: Zr-doped Pt/TiO2 possessed excellent catalytic activity. The activity of the catalysts with an anatase/rutile mixture phase was higher than that of anatase phase. The activity of the catalyst calcined at 650 oC with 8% rutile phase was the best.

Key words: zirconium, platinum, titania, benzene, thermo-photocatalysis, co-precipitation, anatase/rutile mixture phase