《时间分辨红外光谱研究可见光催化剂的催化反应机理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《时间分辨红外光谱研究可见光催化剂的催化反应机理（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2 0 0 6 年全国太阳能光化学与光催化学术会议专辑 时间分辨红外光谱研究可见光催化剂的催化反应机理 李俊杰，闵良，王家强 ( 云南大学，应用化学系，昆明。6 5 0 0 9 1 ) 目前，无论在改性以二氧化钛为主的第一代紫外光催化剂还是在开发一系 列新型的可利用可见光的第二代可见光催化剂，光催化作用机理的研究一直倍 受关注【l 】。然而大部分对可见光催化剂作用机理的研究还只停留在常规的表征 阶段。除少数有机物外，大多数有机污染物光催化反应过程的中间体没有被研 究测定，其反应机理也都未能进行深入的研究。由于现在可见光催化材料研究 中最突出的关键科学及技术难题之一是多相光催化氧化机理尚不明确，
2、导致改 进和开发新型高效可见光催化剂的研究工作带有一定盲目性。因此，非常有必 要用对分子结构敏感的时间分辨红外光谱从分子水平考察光催化剂的作用机理 以指导开发更多活性高、适用范围广的高效可见光催化剂。时间分辨红外光谱 也因同时具有优良的光谱采集性能和较高的时间分辨能力，已在某些体系的研 究中表现出了重要的作用【2 3 】，但关于多相光催化反应的报道特别是可见光催化 反应的报道却极少 4 - 引。我们采用步进扫描时间分辨红外光谱技术捕捉了 D e g u s s aP 2 5 催化剂中光生电子衰减动力学的信息。并首次监测了自制光催化剂 过渡金属C o 取代M C M 4 1 ( C o M C
3、M - 4 1 ) 暗态降解气相乙醛的过程。 实验采用N i c o l e t8 7 0 0 型步进扫描时间分辨红外光谱仪，M C T 检测器，最 快5 0 n s 响应。北京镭宝公司S G R 1 0 N d ：Y A G 纳秒脉冲激光器。测试前将D e g u s s a P 2 5 和C o M C M 4 1 样品压成薄片放入原位反应池。乙醛气体可通过真空吸附 系统进入原位池吸附于C o M C M - 4 1 表面。 图l 为在3 5 5 n m 脉冲激光激发下，在波数1 3 0 0c m 1 处D e g u s s aP 2 5 样品在 空气中光致电子衰减动力学曲线。在真空中所
4、得衰减曲线反映出光激T i 0 2 中光 生电子空穴复合的过程。而在空气氛围下，吸附在催化剂表面的空气中的H 2 0 和C 0 2 将捕获光生电子和空穴分别生成H O 和0 2 “，减少了T i 0 2 表面电子空 穴对的复合率使衰减过程减慢。 图2 为C o M C M - 4 1 在常温、常压、无光照下降解乙醛的时间分辨红外光谱 三维图，其中X 轴为波数、Y 轴为时间、Z 轴为吸光度。在降解反应8 0 m i n 后， 1 5 6 0 c m 。1 和1 4 3 0 c m 1 处看到醋酸钴盐峰嘲吸光度急剧的增加；在2 8 0 0 3 1 0 0c m 1 ， c H 4 掣9 】吸光度也
5、增加，同时看到3 7 0 0c m l 处H 2 0 峰随时间变化而明显增加 的过程。这些说明了C o M C M 4 1 光催化剂暗态降解乙醛的一些中间产物可以用 时间分辨红外光谱仪监测到。相关研究工作还在进行中。 。通讯联系人，T e L ：+ 8 6 - 8 7 1 - 5 0 3 1 5 6 7 ；F a x ：+ 8 6 8 7 1 5 0 3 1 5 6 E m a i l ：j q w a n g y n u e d u c a 3 4 1 2 0 0 6 年全国太阳能光化学与光催化学术会议专辑 o o 磊 暑 蛊 0卸如锄锄1 图lD e g u s s aP 2 5 样品在3
6、 5 5 n m 脉冲激光激发下光致电子衰减曲线 W a v e n u m b e r ( c m - 1 图2C o M C M - 4 1 暗态降解乙醛 的时间分辨红外光谱三维图 致谢：本工作为国家自然科学基金( 2 0 4 6 3 0 0 3 ) ，云南省自然科学基金重点项目 ( 2 0 0 4 E O 0 0 3 Z ) ，面上项目( 2 0 0 3 E O 0 0 7 R ；2 0 0 3 E O 0 0 4 Q ) 和留学回国人员科研启动基金资 助项目。 。 参考文献： 【1 】籍宏伟，马万红，黄应平，赵进才，王正平，群学遵规2 0 0 3 ，钳，2 1 9 9 2 2 0 3
7、【2 】J W a n g ，E W e i t z ，尸枷C h e m A ，2 0 0 1 ，1 0 5 ，5 4 1 0 5 4 1 9 ：， 3 】J W a n g ，G T L o n g ，E W e i t z ，Ze h y s C h e m A ，2 0 0 1 ，1 0 5 ，3 7 6 5 3 7 7 2 【4 】 5 】 【6 】 【7 】 8 】 【9 】 3 4 2 J B A s b u r y , E H a o ，YW a n g ，H N G h o s h ，T L i a n ，Z 脚C h e m B2 0 0 1 ，1 0 5 ， 4 5 4
8、5 - 4 5 5 7 A Y a m a k a t a ，T I s h i b a s h i ，H O n i s h i ，C h e m P h y s L e t t 2 0 0 1 ，3 3 3 ，2 7 1 2 7 7 A Y a m a k a t a , T I s h i b a s h i ，H O n i s h i ，Z1 , h y s C h e m B2 0 0 3 ，1 0 7 , 9 8 2 0 9 8 2 3 A Y a m a k a t a ，T I s h i b a s h i ，H O n i s h i ，C h e m P h y s L e t t 2 0 0 3 ，3 7 6 , 5 7 6 5 8 0 K T a k e s h i t a ，YS a s a k i ，M K o b a s h i ，YT a n a k a ，e ta 1 ZP h y s C h e m B2 0 0 3 ，1 0 7 , 4 1 5 6 - 4 1 6 1 I N M a r t y a n o v , S U m a ，S R o d r i g u e s ，K J K l a b u n d e ，L a n g m u i r , 2 0 0 S , 2 1 ：2 2 7 3 2 2 8 0
