AuTiO2样品的XRD图谱
利用半导体光催化剂处理环境污染物是近年来发展起来的一种新型污染治理技术. 在众多半导体光催化剂中, TiO2具有性能稳定、无毒和价廉易得等特点, 被认为是最具应用前景的光催化剂之一.然而, 较低的光量子效率和较慢的反应速率限制了TiO2的实用化进程.研究表明,贵金属负载于TiO2表面(M/TiO2), 可以有效地抑制光生电子和空穴的复合, 从而使TiO2半导体的光催化活性得以提高. 特别是Au/TiO2在选择性氧化丙稀、氧化氮(NOx)还原、低温氧化CO以及降解废水污染物中具有很高的催化活性. 同时, 大量的研究还发现, Au/TiO2催化剂的活性与负载金的形态、粒径以及金与TiO2载体的结合状态等因素密切相关, 通常金以高度分散的状态存在, 且粒径小于5 nm时具有高的催化活性. 为此, 人们开发了离子植入(ion implantation)、溅射(sputtering)、化学气相沉积(CVD)、溶胶-凝胶(sol-gel)、沉积-沉淀(deposition-precipitation)等许多物理和化学方法用于高活性Au/TiO2催化剂的制备. 在湿化学方法中, 金前驱体的种类、制备方法及工艺等都会对TiO2表面金的负载量和形态产生影响, 并最终影响催化剂的催化活性. 因此, 选择合适的前驱体、制备方法和工艺条件对于制备高活性Au/TiO2催化剂至关重要.
华东理工大学精细化工研究所张金龙等人以Au(S2O3)23-为金前驱体,分别采用水洗(W)和旋蒸(E)工艺制备了Au/TiO2催化剂.用UV鄄Vis漫反射光谱(DRS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和原子吸收光谱(AAS)对制备的催化剂样品进行了表征, 通过光催化降解甲基橙对催化剂光催化活性进行了评价.结果表明,通过水洗处理,催化剂样品表面形成了具有较好分散性的金纳米粒子(2-5 nm), 而旋蒸工艺制备的样品表面形成一层金的包覆结构. Au/TiO2催化剂的光催化活性与制备工艺密切相关.在相似的金负载量下,水洗法制备的样品比旋蒸法制备的样品具有更高的光催化活性.