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偏硼酸锶催化剂光催化还原CO2合成CH4
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学] O644[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]南开大学物理科学学院,天津300071, [2]南开大学泰达应用物理学院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津300457, [3]中国人民解放军镇江船艇学院维修训练中心,江苏镇江212000
  • 相关基金:国家自然科学基金(51072082,21173121)资助项目
中文摘要:

采用溶胶-凝胶法制备出偏硼酸锶(SrB2O4)光催化剂.紫外光催化还原CO2合成CH4(在液相水中)的实验证明:SrB2O4催化剂的光催化活性略高于TiO2(P25).利用X射线电子衍射谱(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、荧光(PL)光谱和紫外-可见(UV-Vis)漫反射吸收光谱等技术,研究了SrB2O4催化剂的晶体结构、形貌和能带结构.结果表明:SrB2O4的价带为2.07V(vs normal hydrogen electrode(NHE)),低于(H2O/H+)的氧化还原电位Erredox°(0.82V(vs NHE));而导带为-1.47V(vs NHE),高于(CO2/CH4)的氧化还原电位Eredox°(-0.24V(vs NHE)).因此,SrB2O4催化剂可以有效地光催化还原CO2生成CH4.与TiO2(P25))FH比,SrB2O4催化剂具有相对较高导带,光生电子的还原能力强于TiO2(P25),更有利于CH4的生成,从而决定了SrB2O4催化剂光催化还原CO2合成CH4具有较高的光催化活性.

英文摘要:

The reduction of carbon dioxide to methane in the presence of water was used to evaluate the photocatalytic activity of a prepared strontium metaborate (SrB2O4) catalyst. The strontium rnetaborate was prepared by a simple sol-gel method, and was shown to exhibit better photocatalytic performance than TiO2 (P25) under UV-light irradiation. The structure, morphology, and energy levels of the photocatalysts were studied by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM), photoluminescence (PL) spectroscopy, and UV-Vis diffuse reflectance absorption spectroscopy. It was revealed that the SrB2O, valence band (VB) was located at 2.07 V (vs normal hydrogen electrode, NHE), which is more positive than Eredox° (H2O/H+) (0.82 V (vs NHE)); the conduction band was estimated to be -1.47 V (vs NHE)), which is more negative than Eredox° (CO2/CH4) (-0.24 V (vs NHE)). Therefore, it is clear that strontium metaborate is capable of transforming CO2 into CH,. Moreover, the potential at the bottom of the conduction band for SrB2O, is more negative than that for TiO2(P25), leading to a higher deoxidization capacity, which also favors CH, formation. Thus. SrB2O, exhibits a higher photocatalytic activity than TiO2(P25).

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781