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    催化学报
    Chinese Journal of Catalysis

    2011, Vol. 32, No. 8
    Online: 2011-08-05

    封面介绍:

    Dr. Stolle et al. in their article on pages 1312–1322 reported on the use of phase-separated mesoporous glasses as catalyst support for metal catalysts used in the liquid-phase selective hydrogenation of chalcone. Glass particles with sizes of 50–100 µm and pore diameter of 50 nm were the most suitable support material and gave high reaction rates and turnovers with Pd as the active metal. The choice of metal precursor significantly affects the hydrogenation rate and selectivity. Reactions carried out on the surfaces of Rh-, Pd-, or Pt-loaded particles were the fastest. In addition to the investigation of the reaction parameters, the authors showed that the energy distribution can be produced by either thermal or microwave heating.

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    目次
    第32卷第8期目次
    2011, 32 (8):  0-0. 
    摘要 ( 1210 )   PDF(1659KB) ( 802 )  
    综述
    负载脯氨酸及其衍生物催化的不对称 C–C 键形成反应研究进展
    刘玉霞, 杨柳, 马志伟, 王川川, 陶京朝
    2011, 32 (8):  1295-1311.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10344
    摘要 ( 3801 )   [Full Text(HTML)] () PDF(635KB) ( 941 )  
    近年来脯氨酸及其衍生物催化的不对称有机反应受到了广泛关注, 将其负载于载体上使用也引起了人们的极大兴趣. 负载方式大致分为 3 种: 共价键负载, 离子对结合或物理吸附等作用负载, 以及在离子液体中的两相催化剂. 本文对近年来出现的负载脯氨酸及其衍生物催化的不对称反应 (Aldol 反应、Michael 加成反应) 研究进展进行了综述.
    研究论文
    Liquid Phase Hydrogenation of Benzalacetophenone: Effect of Solvent, Catalyst Support, Catalytic Metal and Reaction Conditions
    Achim STOLLE, Christine SCHMOGER, Bernd ONDRUSCHKA, Werner BONRATH
    2011, 32 (8):  1312-1322.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60249-5
    摘要 ( 3020 )   [Full Text(HTML)] () PDF(520KB) ( 1723 )  
    Innovative catalysts based on a “porous glass” support material were developed and investigated for the reduction of benzalacetophenone. The easy preparation conditions and possibility to use different metals (e.g. Pd, Pt, Rh) for impregnation gave a broad variety of these catalysts. Hydrogenation experiments with these supported catalysts were carried out under different hydrogen pressures and temperatures. Porous glass catalysts with Pd as the active component gave chemoselective hydrogenation of benzalacetophenone, while Pt- and Rh-catalysts tended to further reduce the carbonyl group, especially at elevated hydrogen pressures and temperatures. Kinetic analysis of the reactions revealed these had zero order kinetics, which was independent of the type of porous glass support and solvent used.
    CeO2 助 Ni/MgO 催化剂用于化学气相沉积法制备多壁碳纳米管
    杨文, 储伟, 江成发, 文婕, 孙文晶
    2011, 32 (8):  1323-1328.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60247-1
    摘要 ( 3254 )   [Full Text(HTML)] () PDF(468KB) ( 1085 )  
    以柠檬酸燃烧法制备的 Ni/MgO, Ni/CeO2-MgO 和 Ni/CeO2 为催化剂, CH4 为碳源, 采用化学气相沉积法制备多壁碳纳米管 (MWCNTs), 通过 N2 吸附、X 射线衍射、H2 程序升温还原和 X 射线光电子能谱对催化剂进行表征, 并运用热重和透射电镜表征了碳纳米管的质量和形貌. 结果表明, CeO2 的加入可有效地降低还原温度和增加易还原 Ni 物种的含量, 并使电子发生转移, 还原后的 Ni/CeO2-MgO 催化剂中, Ni 晶粒尺寸较小. 这表明 CeO2 的加入使得 Ni 物种的化学环境发生改变, 导致它和载体间的相互作用减弱, 从而促进 Ni 物种的还原, 且还原后, 高度分散在 CeO2-MgO 载体上, 从而催化剂的催化活性增加. 相比 Ni/MgO 催化剂, Ni/CeO2-MgO 为催化剂上生长的 CNTs 质量更高. 另外, 由 CeO2 助 Ni/MgO 催化剂制备出基本没有无定形碳、结晶度好的碳纳米管.
    负载型 Pt 模型催化剂中 Pt 纳米粒子的形貌对 CO 氧化活性的影响
    王家宁, 戴洪兴, 何洪
    2011, 32 (8):  1329-1335.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60242-2
    摘要 ( 3547 )   [Full Text(HTML)] () PDF(1043KB) ( 1138 )  
    采用简单的化学还原法制备了具有不同形貌特征的 Pt 纳米粒子, 并利用浸渍法将其负载到 SiO2 上, 得到了粒子分散均一的负载型 Pt 催化剂, 考察了其催化 CO 氧化反应性能. X 射线荧光分析、X 射线光电子能谱、红外光谱和透射电镜结果表明, Pt/SiO2 模型催化剂上 CO 氧化活性的不同来源于 Pt 纳米粒子不同晶面的贡献, 即 Pt 纳米粒子的晶型对 CO 在催化剂上的吸附和 Pt/SiO2 的 CO 氧化活性具有重要的影响.
    0, 1, 3 维 CeO2 的可控制备及 CuO/CeO2 催化剂上 CO 氧化反应
    单文娟, 刘畅, 郭红娟, 杨利华, 王晓楠, 冯兆池
    2011, 32 (8):  1336-1341.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60251-3
    摘要 ( 2900 )   [Full Text(HTML)] () PDF(873KB) ( 1022 )  
    以水、乙醇和乙二醇为溶剂, 采用溶剂热法可控制备了 0, 1, 3 维 CeO2. 结果表明, 0 维 CeO2 由 0.2~0.5 μm 纳米粒子组成; 1 维 CeO2 是直径为 25~30 μm, 长约 500 μm 的六方棒; 松针型的 3 维 CeO2 是由以纳米粒子为单元构成的直径为 1~5 µm, 长约 50 µm 的光滑棒组成, 其比表面积高达 234 m2/g. 将 0, 1, 3 维 CeO2 负载的 CuO 催化剂用于 CO 氧化反应中, 发现以 1 维和 3 维 CeO2 为载体时, CuO 催化剂具有较大的比表面积和较强的表面还原性, 因而表现出较高的催化活性.
    N-羟基邻苯二甲酰亚胺与 8-羟基喹啉氧钒 (IV) 配合物协同催化分子氧氧化乙苯
    秦金伟, 伏再辉, 刘亚纯, 何乡陵, 张德喜, 吴文锋, 王彦龙, 龚兴浪, 邓晓林, 武海涛, 邹艳红, 喻宁亚, 尹笃林
    2011, 32 (8):  1342-1348.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60255-0
    摘要 ( 3740 )   [Full Text(HTML)] () PDF(876KB) ( 912 )  
    研究了钒化合物对 N-羟基邻苯二甲酰亚胺 (NHPI) 催化分子氧氧化乙苯反应中的调变效应. 结果表明, 由 8-羟基喹啉及其衍生物与乙酰丙酮氧钒 (IV) 配位制得的 8-羟基喹啉氧钒 (IV) 配合物的催化活性比乙酰丙酮氧钒 (IV), NH4VO3 和 V2O5 的高. 在优化的反应条件下, 乙苯转化率和苯乙酮选择性可分别达 60%~69% 和 97%. 基于液体反应的紫外光谱, 推测钒催化剂能够促进 NHPI 转变为 N-氧基邻苯二甲酰亚胺自由基和 1-苯基过氧化氢转变为苯乙酮.
    水热法合成的介孔二氧化钛的结构表征及其对水中 2,4,6-三溴苯酚的光催化降解活性
    罗海英, 聂信, 李桂英, 刘冀锴, 安太成
    2011, 32 (8):  1349-1356.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60241-0
    摘要 ( 3524 )   [Full Text(HTML)] () PDF(793KB) ( 1108 )  
    以聚丙二醇 (PPG) 为模板剂, 采用水热法制备了可控介孔 TiO2 纳米晶体. 醋酸水溶液为水解抑制剂和催化剂. 运用 X 射线衍射、热重分析、扫描电镜和氮气吸附-脱附等技术对样品进行了表征. 详细考察了制备过程、模板剂含量和煅烧温度等参数对样品结构和光催化活性的影响, 并将样品用于紫外光下降解水体中典型溴代阻燃剂 2,4,6-三溴苯酚的反应中, 阐明制备的介孔 TiO2 结构与光催化活性之间的关系. 结果表明, 所制样品为具有规则孔道结构、较大的孔径和较高比表面积的介孔 TiO2. 其中, 在 400 °C 煅烧、PPG 添加量为 20% 时所得介孔 TiO2 的光催化活性最高, 反应 1 h 可将 100 umol/L 的 2,4,6-三溴苯酚完全降解.
    基于薄层反应器的有机污染物光电催化氧化反应性能与机理
    郑青, 李金花, 陈红冲, 陈全鹏, 周保学, 尚树川, 蔡伟民
    2011, 32 (8):  1357-1363.  DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60250-1
    摘要 ( 3452 )   [Full Text(HTML)] () PDF(383KB) ( 879 )  
    基于薄层反应器快速耗竭氧化特点, 研究了典型环境内分泌干扰物双酚 A 在 TiO2 纳米管阵列电极上的光电催化氧化反应性能与反应机理. 结果表明, 薄层反应器中光电流、初始峰值电流、耗竭反应净电量和空白光电流等光电催化物理参数均能反映光电催化反应速率, 并适用于催化反应的机制分析. 峰值光电流与双酚 A 初始浓度拟合结果表明, 双酚 A 在电极表面的吸附符合朗格缪尔等温吸附方程, 且光电流与吸附浓度正相关, 而瞬态光电流时间响应曲线拟合结果发现, 双酚 A 在电极表面光电催化过程随时间呈一级指数衰减模型变化, 且该模型也适合于乙二醇、谷氨酸、酒石酸、甲醇、二乙醇胺和尿素等其他有机物的光电催化氧化过程. 可为各种光电催化传感器实时监测有机物浓度提供理论基础, 并可用于快速比较测定多种纳米电极材料的催化性能.
    助剂形态对 Pt/γ-Al2O3 催化剂抗积炭性能的影响
    俞佳枫, 方雯, 葛庆杰, 徐恒泳
    2011, 32 (8):  1364-1369.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10324
    摘要 ( 3181 )   [Full Text(HTML)] () PDF(569KB) ( 1059 )  
    采用 CO 和 H2 脉冲吸附、程序升温还原、NH3 程序升温脱附及 X 射线衍射等手段对各金属氧化物改性的 Pt/Al2O3 催化剂进行了表征, 研究了助剂形态对 Pt/Al2O3 催化剂在非临氢条件下催化环己烷脱氢反应性能的影响. 结果表明, 催化剂稳定性从高到低依次为 Zr-Pt/Al2O3 > Ca-Pt/Al2O3 > Ce-Pt/Al2O3 > Zn-Pt/Al2O3 > Ba-Pt/Al2O3. 加入的助剂通过增加 Pt 分散度和促进氢溢流来增加催化剂的抗积炭性能, 因此助剂需具有较高的热稳定性和化学稳定性, 在催化剂的焙烧过程中以氧化物形态均匀分散在载体表面, 不能过度聚集、或与载体反应生成铝酸盐、或与活性金属反应形成合金. Ca 和 La 同时改性的催化剂性能不如单一助剂, 因为助剂间相互作用导致催化剂酸中心增强, 溢流氢能力减弱.
    SBA-15 的孔壁碳膜修饰对钴基催化剂结构与催化性能的影响
    朱海燕, 周朝华, 马兰, 程振兴, 沈俭一
    2011, 32 (8):  1370-1375.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10319
    摘要 ( 3012 )   [Full Text(HTML)] () PDF(443KB) ( 817 )  
    在惰性气体中焙烧 SBA-15 制得孔壁被碳修饰的 SBA-15C 样品, 以它和 SBA-15 为载体, 采用等量浸渍法制备了负载型 Co 基催化剂, 并运用 X 射线衍射、N2 物理吸附、程序升温还原、NH3 吸附量热等手段对样品进行了表征. 结果表明, SBA-15C 仍保持原有的六方有序的中孔结构, 但其孔壁经碳修饰后发生增厚, 比表面积略有下降. Co 的负载使得 SBA-15 和 SBA-15C 样品的孔径基本不变, 但比表面积和孔体积下降, 仍保持其中孔分子筛的特征. Co3O4 在 SBA-15C 上的晶粒较小, 但还原度较低, 表明碳的存在有利于 Co 物种的分散. 比较了 Co/SBA-15 和 Co/SBA-15C 上的费托合成反应性能, 发现两者对 C5+ 的选择性均较高 (达 80% 左右), 但 Co/SBA-15C 催化剂稳定性优于 Co/SBA-15.
    碘化亚铜/亚磷酸三乙酯催化碘代芳烃和末端炔烃的偶联反应
    何亭, 葛轶岑, 武垒垒, 付海燕, 陈华, 李贤均
    2011, 32 (8):  1376-1379.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10311
    摘要 ( 3659 )   [Full Text(HTML)] () PDF(824KB) ( 1516 )  
    以廉价的亚磷酸三乙酯为配体, 首次用于 Cu 催化的碘代芳烃和末端炔烃的偶联反应, 考察了不同 Cu 盐、金属纯度、碱和催化剂用量等条件对反应性能的影响. 结果表明, 当以高纯度的 CuI (99.999%) 为铜源, 催化剂用量为 5 mol% 时, 在 KOH 作用下, 该催化体系成功催化了一系列碘代芳烃和末端炔烃的反应, 表现出良好的催化活性, 此外, 该催化体系还可用于 2-苯基苯并呋喃的合成, 为该类化合物的合成提供了一条较为经济的途径.
    助剂对 Cu-Mn 复合氧化物整体式催化剂催化低浓度甲烷燃烧反应性能的影响
    张佳瑾, 李建伟, 朱吉钦, 王越, 陈标华
    2011, 32 (8):  1380-1386.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10323
    摘要 ( 3245 )   [Full Text(HTML)] () PDF(867KB) ( 1014 )  
    以堇青石蜂窝陶瓷 (COR) 为载体, 采用浸渍法制备了 Cu-Mn-O/Al2O3/COR, Cu-Mn-Ce-O/Al2O3/COR, Cu-Mn-Zr-O/ Al2O3/COR, Cu-Mn-La-O/Al2O3/COR 和 Cu-Mn-Ce-Zr-O/Al2O3/COR 5 种 Cu-Mn 复合氧化物整体式催化剂, 用于低浓度甲烷催化燃烧反应, 并运用 X 射线光电子能谱, H2 程序升温还原及 N2 吸附-脱附等方法对催化剂进行了表征, 考察了助剂 CeO2, ZrO2, La2O3 和 CeO2-ZrO2 对 Cu-Mn 复合氧化物整体式催化剂性能的影响. 结果表明, 助剂的添加不仅能明显提高催化剂的比表面积、促进各活性组分的分散和表面氧浓度的增加, 从而可提高催化剂表面的氧化能力, 而且对催化剂的孔结构分布也起到了良好的调节作用, 有利于催化剂上反应-扩散耦合行为的匹配; 同时, 助剂的添加较大幅度地提高了 Cu-Mn-O/Al2O3/COR 催化剂的活性 (尤其是低温催化活性), 其中以 ZrO2 为助剂制备的 Cu-Mn-Zr-O/Al2O3/COR 整体式催化剂性能最佳, 在 570 ?C 和 20000 h–1 高空速条件下, 可使甲烷转化率达到 90% 以上, 表现出良好的甲烷催化燃烧活性.
    担载 CuO 基催化剂上 2,4-二氯酚的有效氧化降解
    李京京, 刘兴海, 石雷, 孙琪, 周永刚, 徐健峰, 单作刚, 王福冬
    2011, 32 (8):  1387-1392.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10334
    摘要 ( 2801 )   [Full Text(HTML)] () PDF(863KB) ( 819 )  
    研究了 2,4-二氯酚的催化氧化降解. 结果表明, CuO/γ-Al2O3 催化剂表现出较高的活性, 且碱土金属氧化物助剂的添加可进一步显著提高 2,4-二氯酚氯离子的释放率, 其中以 SrO 的促进作用最强, 该催化剂循环使用 3 次, 2,4-二氯酚转化率及氯离子的释放率均维持 100%. X 射线衍射和 NH3 程序升温脱附结果表明, 催化剂上 CuO 粒子分散度高并且酸中心数少有利于 2,4-二氯酚的氧化降解. 提出了 2,4-二氯酚催化氧化降解可能的反应途径.
    光辐照驱动 CH4-CO2 重整中 Ni/MgO-Al2O3 催化活性吸收体的活性
    龙华丽, 胡诗婧, 徐艳, 覃攀, 尚书勇, 印永祥, 戴晓雁
    2011, 32 (8):  1393-1399.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10406
    摘要 ( 3616 )   [Full Text(HTML)] () PDF(627KB) ( 894 )  
    将等离子体还原法和常规焙烧还原法制备的 Ni 基催化剂用于制备太阳能催化活性吸收体, 在氙灯模拟的太阳光聚光反应系统中, 考察了其催化 CH4-CO2 重整反应活性. 结果表明, 等离子体还原法制备的 Ni/MgO-Al2O3 催化活性吸收体的低温活性最高, 在光辐照平均能流密度为 61 kW/m2, 空速 36 dm3/(g•h), CH4 和 CO2 的转化率分别为 72.7% 和 54.5%, 光能转化为化学能的效率达到 42.8%. X 射线衍射和透射电镜结果表明, 等离子体还原的催化剂中活性组分 Ni 的分散性最好, 平均粒径为 5 nm, 明显小于常规催化剂. 另外, 助剂 MgO 的加入增强了载体碱性, 同时降低了 CH4 深度裂解产生积炭的可能性.
    载体对合成气制甲烷镍基催化剂性能的影响
    李霞, 杨霞珍, 唐浩东, 刘化章
    2011, 32 (8):  1400-1404.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10405
    摘要 ( 3201 )   [Full Text(HTML)] () PDF(505KB) ( 1099 )  
    考察了 Al2O3-1, Al2O3-2 和 SiO2 负载的 Ni 基催化剂上合成气制甲烷的反应活性和稳定性. 结果表明, Ni/Al2O3-2 和 Ni/SiO2 催化剂表现出较高的催化活性和稳定性, 而 Ni/Al2O3-1 催化剂稳定性极差. 采用 X 射线衍射、透射电镜、程序升温还原、N2 吸附-脱附和热重分析等技术对催化剂进行了表征. 结果显示, 影响催化剂稳定性的主要因素不是积炭, 而可能是反应过程中载体结构的破坏和 Ni 的迁移聚集.
    水/有机溶剂双相体系中色氨酸合成酶酶法合成 L-色氨酸
    徐礼生, 刘均忠, 王治元, 张宏娟, 刘伟, 刘茜, 焦庆才
    2011, 32 (8):  1405-1410.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10349
    摘要 ( 2940 )   [Full Text(HTML)] () PDF(795KB) ( 919 )  
    在水/有机溶剂双相体系中, 利用重组大肠杆菌 DM206 [pET28a-trpBA/BL21(DE3)]色氨酸合成酶催化 L-丝氨酸和吲哚合成了 L-色氨酸. 考察了有机溶剂、有机相乙酸乙酯体积分数、反应温度、水相 pH、底物 L-丝氨酸与吲哚摩尔比、底物 L-丝氨酸浓度、表面活性剂和酶添加量对色氨酸合成酶酶活的影响. 结果表明, 酶法最佳转化条件为: 有机相溶剂为乙酸乙酯, 乙酸乙酯的体积分数为 2.5%, 反应温度为 35 ºC, 水相 pH 值为 8, 底物 L-丝氨酸与吲哚的摩尔比为 1:1.2, 底物 L-丝氨酸浓度为 100 mmol/L, 吐温 80 的质量分数为 0.4%, 反应介质中酶的添加量为 20 g/L. 在此条件下酶促反应 2.5 h, L-丝氨酸转化率可达 95%.
    LaMO3 纳米复合钙钛矿氧载体化学循环重整甲烷制合成气
    代小平, 余长春
    2011, 32 (8):  1411-1417.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10416
    摘要 ( 2992 )   [Full Text(HTML)] () PDF(633KB) ( 833 )  
    采用溶胶-凝胶法制备了不同 B 位可变价离子的 LaMO3 (M = Cr, Mn, Fe, Co) 复合氧化物氧载体, 采用 X 射线衍射、N2 吸附-脱附、扫描电镜及 CH4 程序升温表面反应等手段对氧载体进行了表征, 并用于直接选择氧化 CH4 的反应中. 结果表明, Cr, Mn, Fe 和 Co 均能形成 LaMO3 纳米复合钙钛矿结构, 其氧物种氧化能力大小顺序为 LaCoO3 > LaMnO3 > LaFeO3 > LaCrO3. 在连续流动化学循环甲烷重整反应中, LaFeO3 中的氧物种具有更好的选择氧化性能 (H2/CO = 2.06), 其 CH4 转化率和 CO 选择性分别达到 89.6% 和 98.9%. 10 个连续顺序氧化-还原化学循环重整反应中, CH4 转化率约为 60%~70%, CO 选择性达 98% 以上; 且其结构保持了较高的稳定性.
    氮掺杂碳纳米管对其负载的 Ru 催化剂上合成氨的促进作用
    高伟洁, 郭淑静, 张洪波, 潘秀莲, 包信和
    2011, 32 (8):  1418-1423.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.01020
    摘要 ( 3317 )   [Full Text(HTML)] () PDF(710KB) ( 1248 )  
    以乙腈为碳源和氮源, 采用化学气相沉积法制备了氮掺杂的碳纳米管. 电子显微镜观察表明, 样品形貌为中空的多壁纳米管, 管腔大小 10~15 nm, 壁厚 10~20 nm. X 射线光电子能谱结果表明, 氮已掺杂到碳纳米管结构中, 主要以吡啶型氮和取代型氮存在. 结合 X 射线衍射和拉曼光谱结果发现, 随着制备温度的升高, 氮掺杂量减少, 但纳米管的石墨化程度提高. 与未掺杂碳纳米管相比, 氮掺杂碳纳米管负载的 Ru 催化剂上催化合成氨反应活性增加, 于 650 oC 制得的掺氮碳纳米管负载的 Ru 催化剂活性相对最高, 这可能是由于载体中氮掺杂和管壁石墨化的综合作用所致.
    不同载体负载的 Cr 基催化剂催化 CO2 氧化异丁烷脱氢制异丁烯
    孙果宋, 黄青则, 李会泉, 柳海涛, 张钊, 王兴瑞, 王秋萍, 王金淑
    2011, 32 (8):  1424-1429.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10236
    摘要 ( 3119 )   [Full Text(HTML)] () PDF(492KB) ( 903 )  
    制备了介孔分子筛 MSU-1, γ-Al2O3, AC (活性炭) 和 MgO 负载的 CrOx 催化剂, 并考察了其催化 CO2 氧化异丁烷脱氢制异丁烯反应性能. 结果表明, 各催化剂活性的顺序为: CrOx/MSU-1 > CrOx/Al2O3 > CrOx/AC > CrOx/MgO. 其中在 CrOx/MSU-1 催化剂上, 异丁烷的转化率和异丁烯的收率分别为 59.2% 和 39.5%. 同时, 利用 N2 吸附-脱附、X 射线衍射、X 射线光电子能谱和程序升温脱附对催化剂进行了表征. 结果表明, 载体的比表面积对相应催化剂的初始活性有一定的影响; 当 CrOx 负载量较低时, 以单层分散于载体上, 且含有较多孤立状态 Cr6+时催化剂的活性更高. 另外, 催化剂表面的弱酸性也会影响其活性; 而碱性位的存在可提高催化剂稳定性.
    新型 N-TiO2 的固相法制备及其光催化性能
    马鹏举, 闫国田, 钱俊杰, 张敏, 杨建军
    2011, 32 (8):  1430-1435.  DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10431
    摘要 ( 2951 )   [Full Text(HTML)] () PDF(591KB) ( 1171 )  
    以纳米管钛酸为前驱体, 以 NH4HCO3 为 N 源, 先机械研磨使二者混合均匀, 再在 Ar 保护下, 于不同温度焙烧 4 h 制得 N 掺杂 TiO2 (N-TiO2), 并采用 X 射线粉末衍射、X 射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱、透射电镜及 N2 吸附-脱附对样品进行了表征. 结果显示, N 以间隙掺杂方式进入 TiO2 晶格内. 在热处理过程中, 生成中间体 (NH4)2Ti2O4(OH)2, 它不仅可在升温过程中缓慢分解并释放出 N, 使其更均匀地进入 TiO2, 同时可产生更多的氧空位, 显著提高了 N-TiO2 对光的响应能力. 另外, N 的掺杂可抑制 N-TiO2 锐钛矿相向金红石相转化. 当焙烧温度为 500 °C, n(N)/n(Ti) = 4 时, 所制 N-TiO2 样品经光照 130 min, 可使甲基橙完全降解, 其活性比未掺杂 N 的样品提高近 30%.