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等离子体表面改性N掺杂TiO2气凝胶的光催化性能研究
  • ISSN号:0253-2409
  • 期刊名称:《燃料化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK511.4[动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉430074, [2]华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院,武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51522603)
中文摘要:

采用溶胶–凝胶及超临界CO2干燥合成了TiO2气凝胶,采用非平衡态氮气直流等离子体表面改性技术对气凝胶处理得到掺氮TiO2气凝胶(N-TiO2)。通过BET、UV-Vis、XRD、SEM、XPS等技术对样品的微观形貌、晶体结构及含氮量进行分析表征。结果表明,TiO2气凝胶具有远高于P25(DEGUSSA公司生产的商用二氧化钛)的孔隙率和比表面积。而在等离子体表面改性掺N之后,TiO2气凝胶依然能保持较高的孔隙率和比表面积。在甲醇作为牺牲剂的水溶液中分别对P25、纯TiO2气凝胶和N-TiO2气凝胶的光催化性能进行测试。结果表明,纯TiO2气凝胶与P25的催化效率基本一致,在高压汞灯作为光源的情况下最高产氢速率可达0.6μmol/min。而通过等离子体表面改性掺N的N-TiO2气凝胶产氢速率是P25的1.5倍,达到0.9μmol/min。

英文摘要:

TiO2aerogels are prepared by sol-gel method and CO2supercritical drying,then Nitrogen atom is introducedinto TiO2lattice by Non-equilibrium nitrogen DC-arc plasma treatment.Consequently,nitrogen-doped TiO2(N-TiO2)nanoparticles are prepared in this study.The content of Nitrogen,crystalline phase,surface morphology and pore structureof TiO2samples are carefully characterized and analyzed by BET,UV-Vis,XRD,SEM and XPS.The results show thatTiO2aerogels are with higher surface area and much more holes than P25(a commercial TiO2made by DEGUSSA).Andthe porosity and surface area of TiO2aerogels which treated after Non-equilibrium nitrogen DC-arc plasma treatment arestill remain quite high.As for photocatalytic water splitting efficiency,P25,pure TiO2aerogels and N-TiO2aerogels aretested under high-pressure mercury lamp with the solution of water and methanol.It is observed that the hydrogenproduction rate of pure TiO2aerogels and P25are nearly the same,reach around0.6μmol/min.And the hydrogenproduction rates of TiO2aerogels with N-plasma doping attains1.5times higher than the hydrogen production rates ofcommercial P25.

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期刊信息
  • 《燃料化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:王建国
  • 地址:太原市桃园南路27号中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:rlhx@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025214
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2409
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1140/TQ
  • 邮发代号:22-50
  • 获奖情况:
  • 获国家优秀期刊三等奖,中科院优秀期刊二等奖,华北优秀期刊奖和山西省一级期刊,《中国学术期刊(光盘版)检索与评价资料规范》优秀奖,2001年获新闻出版总署授予的“中国期刊方阵“双效...,连续十五年获山东省一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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