水热法制备铂掺杂二氧化钛及其可见光催化性能

doi:10.3724/SP.J.1088.2012.11011

催化学报 ›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (3): 550-556.DOI: 10.3724/SP.J.1088.2012.11011

水热法制备铂掺杂二氧化钛及其可见光催化性能

景明俊, 王岩, 钱俊杰, 张敏, 杨建军*

河南大学特种功能材料教育部重点实验室, 河南开封 475004

收稿日期:2011-10-09 修回日期:2011-10-09 出版日期:2012-03-15 发布日期:2015-07-27

Preparation of Pt-Doped TiO₂ by Hydrothermal Method and Its Photocatalytic Performance under Visible Light Irradiation

JING Mingjun, WANG Yan, QIAN Junjie, ZHANG Min, YANG Jianjun*

Key Laboratory For Special Functional Materials of Ministry of Education, Henan University, Kaifeng 475004, Henan, China

Received:2011-10-09 Revised:2011-10-09 Online:2012-03-15 Published:2015-07-27

摘要/Abstract

摘要： 以纳米管钛酸为前驱体, 采用水热法制备了 Pt 掺杂 TiO₂ 样品. 水热反应过程中, 纳米管钛酸表面羟基与氯铂酸发生酸碱中和反应, 导致反应后 pH 值升高; 在 130 °C 开始纳米管钛酸晶体结构由正交晶系转变为锐钛矿相 TiO₂. 表面化学组成分析表明, 掺杂的 Pt 主要以+2 价形式存在. 以丙烯为模型污染物, 评价样品的可见光 (λ ≥ 420 nm) 光催化活性. 结果表明, Pt-TiO₂具有明显的可见光光催化降解丙烯的活性, 其中 160 °C 水热处理制得的 Pt-TiO₂ 活性最高. 最后讨论了低温水热法 Pt 掺杂的形成机理及 Pt-TiO₂具有可见光响应的原因.

关键词: 纳米管钛酸, 水热法, 二氧化钛, 铂掺杂, 光催化, 丙烯

Abstract: Pt-doped TiO₂ was prepared by a hydrothermal method using nanotubular titanic acid (NTA) as the precursor. The pH values before and after the hydrothermal reaction were compared. It was found that the hydroxyl group on the surface of NTA could neutralize the chloroplatinic acid during the hydrothermal reaction, which resulted in a pH value increase. The nanotubular structure of NTA was destroyed to form nanoparticles at 130 °C accompanied by the crystal transformation from an orthorhombic system to anatase TiO₂. The X-ray photoelectroy spectroscopy results showed that platinum was present mainly in the form of Pt²⁺. The photocatalytic activity was evaluated by monitoring the oxidation of propylene under visible light irradiation. The results indicated that Pt-TiO₂ prepared at 160^oC showed the highest photocatalytic activity at visible light (λ ≥ 420 nm). The mechanism of Pt-doping into TiO₂ and the visible light sensitization of Pt-doped TiO₂ were discussed.

Key words: nanotube titanic acid, hydrothermal method, titanium dioxide, platinum doping, photocatalysis, propylene

景明俊, 王岩, 钱俊杰, 张敏, 杨建军. 水热法制备铂掺杂二氧化钛及其可见光催化性能[J]. 催化学报, 2012, 33(3): 550-556.

JING Ming-Jun, WANG Yan, QIAN Jun-Jie, ZHANG Min, YANG Jian-Jun. Preparation of Pt-Doped TiO₂ by Hydrothermal Method and Its Photocatalytic Performance under Visible Light Irradiation[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2012, 33(3): 550-556.

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