磷酸银光催化性能研究
目前, 在利用表面能研究纳米催化剂形貌效应时, 多以催化剂表面原子排布或不同晶面的夹角与密勒指数间的关系来定性描述表面能高低, 或利用密度泛函理论对表面能进行理论计算 , 但其数值可能会因计算方法和模型不符而与真实值存在偏差, 而表面能的实验测定至今仍无精确、可靠、通用的方法 . 因此发展一种准确获取表面能的普适性方法并与材料的催化性能相关联非常必要. 微量热技术能对体系变化过程进行实时监测, 通过体系变化过程的热力学和动力学参数获取纳米材料的表面能. 将光化学与微量热技术结合, 可同时获得光催化原位过程热量及热焓变化率的详细信息, 从而实现催化过程热效应与催化降解速率的关联与统一.刘作娇等采用自主设计的新型光化学鄄微量热系统获得了菱形十二面体、立方体和四足状Ag3PO4催化降解亚甲基蓝(MB)原位过程的热力学和动力学参数, 并与降解速率相关联; 利用微量热技术测得了不同形貌Ag3PO4 的摩尔表面Gibbs 自由能, 并与Ag3PO4 催化性能相关联, 分析了Ag3PO4 催化性能的表面热效应.
利用新型光化学-微量热系统准确获取了不同形貌Ag3PO4 原位光催化降解MB 过程的热力学和动力学参数, 确定了Ag3PO4 光催化性能随形貌的变化规律. 利用微量热技术获取Ag3PO4 的Gibbs 自由能,, 并将降解过程的热效应、热焓变化率和Ag3PO4 的Gibbs 自由能,与催化性能相关联. 结果表明, 四足状Ag3PO4 的光催化活性最强, 其次为立方体和菱形十二面体状Ag3PO4, 该规律与Gibbs 自由能,的变化规律一致, 与热效应和热焓变化率的变化规律相反. 将光量热法获取的光降解过程热效应与降解速率相关联, 为研究催化机理和催化剂构鄄效关系发展了新方法, 有望成为光催化研究中重要的技术手段.