PDF《桑丽霞1 , 钟顺和2 , 马重芳1》

第27卷,第

4 期光谱学与光谱分析Vol127 ,No14 ,pp7202724

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0 7 年4月Spectroscopy and Spectral Analysis April ,

2007 TiO2 / SiO2 的表面化学修饰及其 DRS 和Raman 光谱分析 桑丽霞1 , 钟顺和2 , 马重芳1 1.

北京工业大学环境与能源工程学院 , 教育部 传热强化与过程节能 重点实验室 , 北京市 传热与能源利用 重点实验室 , 北京

100022 2. 天津大学化工学院 , 天津

300072 摘要以氯化醇钛盐表面反应法制备系列 TiO2 / SiO2 , 根据 XRD , Raman 和DRS 表征分析 , 载体表面具 有分子级分散的锐钛矿型 TiO2 微晶粒子和非晶 TiOx 物种. 与本体 TiO2 相比 , TiO2 / SiO2 的吸收带边显著 蓝移 , 能隙增大为

3196 eV . 当金属 M ( M : Pd , Cu 和Ni) 负载于 TiO2 / SiO2 表面 , 可使其光吸收域扩展到可 见光区 , 并引起吸收带边红移. 相对 Pd 的负载 , Cu , Ni 的负载对 TiO2 / SiO2 的LMCT 带影响更大 , 其中 Cu2TiO2 / SiO2 的能隙减小为

3168 eV . 当金属氧化物 MoO3 负载于 TiO2 / SiO2 上时 , 可以调变 TiO2 / SiO2 的 吸收带边并增强对可见光的吸收 ;

随MoO3 载量的增加 , 表面物种的相互作用增强 , 形成 Mo2O2Ti 复合结 构,增强了 LMCT 带的吸收强度 , 并使能隙减小为

3181 eV . 关键词 TiO2 / SiO2 ;

表面改性 ;

能隙 ;

吸光特性 ;

DRS 中图分类号 : O643 文献标识码 : A 文章编号 :

100020593 (2007)

0420720205 收稿日期 :

2006201216 , 修订日期 :

2006205206 基金项目 : 国家重大基础研究前期研究专项(2001CCAO3600) 和国家重点基础研究专项(2003CB214500) 资助 作者简介 : 桑丽霞 , 女,1975 年生 , 北京工业大学环境与能源工程学院讲师 引言随着催化科学的深入发展 , 现代光谱技术在催化研究中 得到越来越多的应用. 在催化剂结构研究中 , L RS 和DRS 技 术已用于研究过渡金属离子及其化合物结构、 活性组分与载 体间的相互作用[1 ,2 ] , 并可以推断 XRD 技术难于检测的粒径 小于 3~4 nm 的晶相结构. 在以 TiO2 光催化剂为代表的光 催化研究领域 , 通常利用半导体复合、 金属沉积、 过渡金属 离子掺杂和表面光敏化对 TiO2 表面进行修饰[3 ] 增强其光催 化性能或提高其对可见光的吸收率. 为了实现回收和重复利 用,很多学者还将 TiO2 负载于多孔硅胶上并进行了广泛的 研究[4 ] , 但对 TiO2 / SiO2 进行表面修饰的深入研究较少. 与 本体 TiO2 相近 , 负载型光催化剂 TiO2 / SiO2 的光响应区仅 位于紫外波段 , 本研究采用金属 ( Pd , Cu , Ni) 和金属氧化物 (MoO3 ) 对TiO2 / SiO2 进行表面修饰 , 并着重采用 UV2Vis DRS 和Raman 技术分析 SiO2 表面分子级分散的 Ti 物种及 其与表面金属和金属氧化物的相互作用 , 并为光催化研究提 供相关的吸光特性等方面的信息.

1 实验部分

111 样品的制备 以氯化醇钛盐表面反应法制备

513 wt % TiO2 / SiO2 . 分 别以一定浓度的氯化钯的氨水溶液和硝酸铜、 硝酸镍的水溶 液等体积浸渍所制 TiO2 / SiO2 , 浸渍样经振荡、 老化、 干燥 后,在450 ℃ 煅烧

5 h , 再经

6 % H2294 % N2 (φ ) 混合气分别 在300 ℃,

350 ℃和450 ℃还原

4 h , 得到 M/ TiO2 / SiO2 ( M = Pd , Cu , Ni) , Pd , Cu , Ni 的质量分别为

015 % ,

1 %和1%. 以钼酸铵水溶液等体积浸渍所制 TiO2 / SiO2 , 浸渍样经 振荡、 老化、 干燥后 , 在450 ℃ 煅烧

5 h , 得到 MoO32TiO2 / SiO2 , 根据浸渍液的浓度 (分别按 Mo6 + / Ti4 + 原子比分别为 1/