稀土负载钛-硅沸石 ETS-10 的制备及其光催化性质

doi:10.1016/S1872-2067(10)60293-8

催化学报 ›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (1): 123-128.DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60293-8

稀土负载钛-硅沸石 ETS-10 的制备及其光催化性质

任远航, 辜敏, 胡怡晨, 岳斌a, 江磊, 孔祖萍, 贺鹤勇b

复旦大学化学系, 上海市分子催化和功能材料重点实验室, 上海 200433

收稿日期:2011-07-21 修回日期:2011-09-26 出版日期:2012-01-16 发布日期:2015-05-26

Preparation and Photocatalytic Activity of Lanthanide Loaded Microporous Titanosilicate ETS-10 Catalysts

REN Yuanhang, GU Min, HU Yichen, YUE Bina, JIANG Lei, KONG Zuping, HE Heyongb

Department of Chemistry, Shanghai Key Laboratory of Molecular Catalysis and Innovative Materials, Fudan University, Shanghai 200433, China

Received:2011-07-21 Revised:2011-09-26 Online:2012-01-16 Published:2015-05-26

摘要/Abstract

摘要： 以水玻璃和四氯化钛为原料, 在不使用有机模板剂、氟离子和晶种的条件下, 用水热法合成了钛-硅沸石 ETS-10, 将 La、Ce、Pr 和 Nd 四种稀土元素负载到合成的 ETS-10 上. 通过 X 射线粉末衍射、N2 吸附-脱附、29Si 魔角旋转核磁共振、紫外漫反射光谱、X 射线荧光光谱等表征手段对负载前后的 ETS-10 进行了表征. 以有机染料甲基橙为底物, 考察了负载各种稀土及氢氟酸腐蚀对 ETS-10 的光催化活性的影响. 结果表明, 四种稀土元素的引入均可有效提高 ETS-10 的光催化活性. 反应活性提高的程度与稀土元素负载量有关. 对 ETS-10 同时进行氢氟酸腐蚀和稀土元素的负载, 可以将 ETS-10 的光催化活性提高近一倍, 与锐钛矿相 TiO2 相当, 但前者更易分离.

关键词: 钛硅沸石, 微孔钛硅分子筛 (ETS-10), 稀土, 光催化反应, 甲基橙

Abstract: The three dimensional microporous titanosilicate, ETS-10, was synthesized by a hydrothermal synthesis route using TiCl₄ and a sodium silicate aqueous solution as starting materials. Lanthanide (La, Ce, Pr, Nd) loaded ETS-10 catalysts were prepared by the impregnation method. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, ²⁹Si magic angle spinning NMR, UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy, N₂ adsorption-desorption measurement, and X-Ray fluorescence spectroscopy. The degradation of methyl orange under near-UV light was used to investigate the photocatalytic activity of the catalysts in aqueous suspensions. The lanthanide loaded ETS-10 catalysts exhibit higher activity than the unmodified ETS-10. The combination of loading lanthanide and increasing the surface defects of ETS-10 by a HF treatment gave an enhancement of the photocatalytic activity, which became comparable with that of anatase TiO₂.

Key words: microporous titanosilicate, Engelhard titanosilicate material number 10 (ETS-10), lanthanide, photocatalysis, methyl orange

任远航, 辜敏, 胡怡晨, 岳斌, 江磊, 孔祖萍, 贺鹤勇b. 稀土负载钛-硅沸石 ETS-10 的制备及其光催化性质[J]. 催化学报, 2012, 33(1): 123-128.

REN Yuan-Hang, GU Min, HU Yi-Chen, YUE Bin, JIANG Lei, KONG Zu-Ping, HE He-Yong-b. Preparation and Photocatalytic Activity of Lanthanide Loaded Microporous Titanosilicate ETS-10 Catalysts[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2012, 33(1): 123-128.

×
扫码分享

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.cjcatal.com/CN/10.1016/S1872-2067(10)60293-8

https://www.cjcatal.com/CN/Y2012/V33/I1/123

参考文献

1 Wu T X, Lin T, Zhao J C, Hidaka H, Serpone N. Environ Sci Technol, 1999, 33: 1379
2 Herrmann J M. Catal Today, 1999, 53: 115
3 Hoffmann M R, Martin S T, Choi W Y, Bahnemann D W. Chem Rev, 1995, 95: 69
4 Kim D H, Hong H S, Kim S J, Song J S, Lee K S. J Alloys Compd, 2004, 375: 259
5 Araña J, Cabo C G I, Doña-Rodríguez J M, González-Díaz O, Heffera-Melián J A, Pérez-Peña J. Appl Surf Sci, 2004, 239: 60
6 Wang Y M, Liu S W, Lv M K, Wang S F, Gu F, Gai X Z, Cui X P, Pan J. J Mol Catal A, 2004, 215: 137
7 Araña J, Díaz O G, Saracho M M, Rodríguez J M D, Melián J A H, Peña J P. Appl Catal B, 2002, 36: 113
8 Yue B, Jiang L, Hu C W, Chen J M, He H Y. Chem Res Chin Univ, 2005, 21: 386
9 Ranjit K T, Willner I, Bossmann S H, Braun A M. Environ Sci Technol, 2001, 35: 1544
10 Xu A W, Gao Y, Liu H Q. J Catal, 2002, 207: 151
11 Quan X J, Tan H Q, Zhao Q H, Sang X M. J Mater Sci, 2007, 42: 6287
12 Kuznicki S M. US 4 853 202. 1989
13 Anderson M W, Terasaki O, Ohsuna T, Philippou A, Mackay S P, Ferreira A, Rocha J, Lidin S. Nature, 1994, 367: 347
14 Kuznicki S M, Thrush K A. US 4 994 191. 1991
15 Philippou A, Rocha J, Anderson M W. Catal Lett, 1999, 57: 151
16 Valente A, Lin Z, Brandão P, Portugal I, Anderson M, Rocha J. J Catal, 2001, 200: 99
17 Doskocil E J. Microporous Mesoporous Mater, 2004, 76: 177
18 Calza P, Pazé C, Pelizzetti E, Zecchina A. Chem Commun, 2001: 2130
19 Xamena F X L I, Calza P, Lamberti C, Prestipino C, Damin A, Bordiga S, Pelizzetti E, Zecchina A. J Am Chem Soc, 2003, 125: 2264
20 Uma S, Rodrigues S, Martyanov I N, Klabunde K J. Microporous Mesoporous Mater, 2004, 67: 181
21 Matsuo S, Sakaguchi N, Yamada K, Matsuo T, Wakita H. Appl Surf Sci, 2004, 228: 233
22 Ranjit K T, Willner I, Bossmann S H, Braun A M. J Catal, 2001, 204: 305
23 Ranjit K T, Cohen H, Willner I, Bossmann S, Braun A M. J Mater Sci, 1999, 34: 5273
24 Valtchev V, Mintova S. Zeolites, 1994, 14: 697
25 Valtchev V P. J Chem Soc, Chem Commun, 1994: 261
26 Das T K, Chandwadkar A J, Budhkar A P, Sivasanker S. Mi-croporous Mater, 1996, 5: 401
27 Kim W J, Kim S D, Jung H S, Hayhurst D T. Microporous Mesoporous Mater, 2002, 56: 89
28 Pavel C C, Nagy J B, Bilba N, Nastro A, Perri C, Vuono D, De Luca P, Asaftei I V. Microporous Mesoporous Mater, 2004, 71: 77
29 Das T K, Chandwadkar A J, Sivasanker S. Chem Commun, 1996: 1105
30 Liu X S, Thomas J K. Chem Commun, 1996: 1435
31 Rocha J, Ferreira A, Lin Z, Anderson M W. Microporous Mesoporous Mater, 1998, 23: 253
32 Lv L, Su F B, Zhao X S. Microporous Mesoporous Mater, 2004, 76: 113
33 Zhang Q H, Gao L, Guo J K. J Inorg Mater, 2000, 15: 21
34 Yang X L, Blesser P W. Zeolites, 1996, 17: 237
35 Borello E, Lamberti C, Bordiga S, Zecchina A, Areán C O. Appl Phys Lett, 1997, 71: 2319

编辑推荐

Metrics

阅读次数

全文

107

HTML			PDF

最新录用	在线预览	正式出版	最新录用	在线预览	正式出版
0	0	0	0	0	107

来源	本网站	其他网站

次数	93	14
比例	87%	13%

摘要

最新录用	在线预览	正式出版

0	0	70

	来源	本网站

	次数	70
	比例	100%

[1]	江梓聪, 张勇, 张留洋, 程蓓, 王临曦. 焙烧温度对氧化锌纳米棒光催化生产H₂O₂活性的影响[J]. 催化学报, 2022, 43(2): 226-233.
[2]	颜婷婷, 姚思凯, 戴卫理, 武光军, 关乃佳, 李兰冬. 分子筛稳定的Lewis酸稀土中心在醛自缩合反应中的应用[J]. 催化学报, 2021, 42(4): 595-605.
[3]	刘超, 封越, 韩字童, 孙耀, 王晓秋, 张勤芳, 邹志刚. 高可见光催化降解污染物和产氢活性的Z型N-掺杂K₄Nb₆O₁₇/g-C₃N₄异质结[J]. 催化学报, 2021, 42(1): 164-174.
[4]	和泽田, 刘森, 钟义, 陈代梅, 丁浩, 王佼, 杜高翔, 杨光, 郝强. BiPO₄/石墨烯光电极的制备及其光电催化性能[J]. 催化学报, 2020, 41(2): 302-311.
[5]	徐博冉, 李娟, 刘璐, 李延东, 郭绍辉, 高旸钦, 李宁, 戈磊. 具有高可见光催化活性的Pt/Bi₂₄O₃₁Cl₁₀复合纳米片的合成[J]. 催化学报, 2019, 40(5): 713-721.
[6]	程瑞华, 周宇杰, 侯侨丽, 刘柏平. 稀土三元催化体系ZnO/SiO₂负载化及季铵盐催化CO₂与环氧丙烷合成高分子量聚碳酸酯[J]. 催化学报, 2018, 39(8): 1303-1310.
[7]	王隽秀, 张振宗, 汪曦, 沈奕, 郭永福, Po Keung Wong, 白仁碧. 离子刻蚀法制备具有高效催化性能的m-Bi₂O₄/BiOCl p-n异质结催化剂[J]. 催化学报, 2018, 39(11): 1792-1803.
[8]	彭洪根, 应家伟, 张景岩, 张先华, 彭程, 饶成, 刘文明, 张宁, 王翔. La掺杂TiO₂负载Pt催化剂制备及其室温氧化低浓度甲醛[J]. 催化学报, 2017, 38(1): 39-47.
[9]	冯海波, 李亚萍, 罗冬明, 谭功荣, 蒋剑波, 袁惠敏, 彭三军, 钱东. 新型可见光响应的InVO₄-Cu₂O-TiO₂三元纳米异质结:制备及其光催化性能[J]. 催化学报, 2016, 37(6): 855-862.
[10]	杜晓辉, 李雪礼, 张海涛, 高雄厚. Y型分子筛结构破坏的动力学分析[J]. 催化学报, 2016, 37(2): 316-323.
[11]	邹帅, 伏再辉, 向超, 吴文锋, 汤森培, 刘亚纯, 尹笃林. 一步温和水热法制备具有改善光催化活性和稳定性的碳包覆CdS纳米粒子[J]. 催化学报, 2015, 36(7): 1077-1085.
[12]	胡晓静, 石玉坤, 朱宝林, 张守民, 黄唯平. 光稳定二氧化钛纳米管负载钯催化剂光降解甲基橙过程中的活性物种[J]. 催化学报, 2015, 36(2): 221-228.
[13]	韩穗奇, 李佳, 杨凯伦, 林隽. β-Bi₂O₃/BiOI异质结的制备及其有效去除有机染料的光催化作用[J]. 催化学报, 2015, 36(12): 2119-2126.
[14]	任颜卫, 陆家贤, 江鸥, 程晓飞, 陈俊. 有机胺修饰稀土金属有机骨架:用于Knoevenagel缩合反应的三种固体碱催化剂[J]. 催化学报, 2015, 36(11): 1949-1956.
[15]	Marcela Kralova, Irina Levchuk, Vit Kasparek, Mika Sillanpaa, Jaroslav Cihlar. 制备条件对稀土掺杂TiO₂物理性质和光催化降解吡唑草胺性能的影响[J]. 催化学报, 2015, 36(10): 1679-1685.

稀土负载钛-硅沸石 ETS-10 的制备及其光催化性质

Preparation and Photocatalytic Activity of Lanthanide Loaded Microporous Titanosilicate ETS-10 Catalysts

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

扫码分享

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics