层序空间多孔结构TiO2实现高效光催化CO2还原

摘要：

以葡萄糖为原料,经一步水热法生成葡萄糖基碳球(GCs),粒径约500nm,利用微乳液聚合法合成粒径约270nm的聚苯乙烯微球(PSs).通过真空抽滤,制备了GCs和PSs层层组装的多级模板,TiCl4完全浸润模板并经干燥和高温煅烧,获得了空间层序多级孔结构的TiO2.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附等手段表征了所制备催化剂的形貌、组分和孔结构.在饱和CO2气氛下加入H2O,利用催化剂在模拟太阳光条件进行光催化还原试验.结果表明:经过7h的光催化测试,相较于商用P25和无空间结构的TiO2,层序空间多孔TiO2生成还原产物CO的产率均得到明显提高.其中,空间复合多级孔TiO2在结构失配的情况下仍表现出较高的CO产率.结合实验结果和表征证实:纳米微球层所形成的层序空间多孔TiO2具有较高的比表面积和丰富的孔结构,有利于形成大量表面活性位点.三维网状多孔结构暴露出的氧空位缺陷提供了有效的光生载流子传输通道,增强了光生电子和空穴的分离,促进了光生电子参与还原过程,最终提高了CO2转化为CO的效率.

关键词：光催化、CO2还原、层序空间、TiO2多孔结构

所属期刊栏目：42

分类号：X511(大气污染及其防治)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;河北省自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2023-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3643-3651