翻译-(终稿)

介孔Pt /二氧化钛纳米复合材料作为高活性催化剂氧化二

氯乙酸

摘要：介孔Pt /二氧化钛纳米复合材料合成的两个途径:(1)原位制备Pt /二氧化钛纳米复合材料使用一步法合成的Pt 和TiO2的前体下嵌段共聚物溶液作为结构导向剂，其次是干燥、煅烧和减少气体H2。（2）铂粒子光化学沉积到介孔二氧化钛。在450 °C 下煅烧的介孔Pt/TiO2 纳米复合材料的透射电镜图像表明TiO2纳米粒子的平均直径约10 nm 无结块、大小和形状均匀一致。光分解沉积后，Pt纳米粒子分散良好统一高度统一,表现出直径约3nm；然而,

原位制备时Pt粒子直径约

15nm,最有可能是在高温下煅

烧和减少H2引起的。光催化活

性的新合成介孔光催化剂是衡

量和比较赢创德固赛原装气相

法二氧化钛P25和Pt/TiO2 P 25

在光降解二氯乙酸(DCA) 的

过程中释放H离子的速度来确定有机碳的含量。这两种制备路线是增加了Pt的岛屿和Pt粒子的大小。介孔Pt /二氧化钛纳米复合材料比赢创德固赛原装气相法二氧化钛P25光催化降解DCA高出2倍的活性。更大感光的介孔Pt /二氧化钛纳米复合材料归因于光分解沉积过程中的高分散性和Pt粒子的小尺寸(3nm)。就我们所知,光子降解沉积效率ξ= 7.95%是目前ξ值最高的报道。

1 前言

二氧化钛具有良好定义的介孔结构的设计是一种很有希望实现高光催化活性的方法。由于自有序介孔通道能方便底物分子的分子快速转移[1]。在另一方面,高度结晶的催化剂有利于快速的光分解沉积在二氧化钛粒子表面，从而抑制他们的重组,增强的光子效率[2]。然而，半导体氧化物的

制备表现出有序介孔结构和高度结晶孔壁通常是一个具有挑战性的任务[3]。虽然安东内利和同事在1995年已经合成了介孔二氧化钛[4]，但是有关报道有序介孔二氧化钛的合成的文献数量还是很有限。最近纳米尺度的贵金属颗粒和集群吸引了大量关注由于其独特的性质和潜在的应用在光化学、电化学、光学、电子、和催化等方面[6，8]。例如，贵金属沉积在二氧化钛表面可以通过吸引电子有效地分离导带的电子空穴。这个过程被证明能提高整体的光催化反应效率[9]。有几个因素强烈影响二氧化钛催化剂的活性:反应的活性表面积浓度中心，底物分子的吸附和他们类型的协调,费米能级和氧化中心(如中心被困的孔洞) 及氧化还原的属值。因此，增加的效率原则上，二氧化钛催化剂，可以有不同的实现的表面改性方法：贵金属离子的吸附和（或）的纳米微粒氧化还原活性分子的锚定等。

根据不同的制备条件，光分解沉积，通常存款收益率小金属从一个程序一些直径大约20 nm[10]的大小和分散然而，金属沉积二氧化钛粒子将是至关重要的控制他们的光催化活性。考虑到很强的影响存款规模和分散，制备的发展方法提供了一个控制存款规模必不可少的[11]。此外，高均匀性的Pt和二氧化钛在大小和形状也似乎是重要的实现增强光催化活动[12]。在本研究中，二氯醋酸(DCA) 被选为复合模型测试新准备的光催化剂，因为它有关工业污染物及其光催化降解机理已被完全阐明。气相法纳米级二氧化钛P25，Fe2O3-TiO2、银/二氧化钛、Pt /二氧化钛、钛白及介孔钛酸复合纳米材料分别在紫外线UV100 [13-17]以及可见光下照射[18]。

本研究报告主要是编制和适当的联系纳米Pt/TiO2 网络组装，通过从适合的前体结构加入导向剂的嵌段共聚物的一种新型原位制备方法。使用表面活性剂非常均匀的形成可控合成二氧化钛纳米晶体小粒径(大约10(2nm)在一个单步过程。达到这个规模领域是很重要的，因为热力学二氧化钛纳米粒子大小的稳定性，即在粒子直径< 16 nm(光催化更活跃)锐钛矿相已被证明比金红石相更稳定的[19]。我们的集中采用制备不同的介孔Pt /二氧化钛纳米复合材料的途径：(1) 原位制备Pt /二氧化钛采用一步合成法将溶解和反应的所有前驱体放在反应釜里。(2)Pt粒子光化学沉积到

之前准备好的介孔二氧化钛上。新开发催化剂与赢创德固赛原装气相法二氧化钛P25 (赢创AG)在光催化降解DCA的水悬浮液中H+的初始速度来确定相应的光子效率。

2实验部分

材料：

嵌段共聚物表面活性剂EO106PO70EO106[F127、EO =-CH2CH2O- PO=-CH2(CH3)CHO-，MW12 600g/mol],Ti(OC(CH3)3)4(TBOT),浓盐酸(35%)、二氯乙酸、C2H5OH冰系, 和H2PtCl6从Sigma-Aldrich购买和使用。气相纳米级二氧化钛P 25（赢创AG)。

原位制备Pt /二氧化钛纳米复合材料。表面活性剂多组分配二氧化钛，Pt前体一步组装让均匀分布的Pt纳米颗粒进入二氧化钛的框架的过程。尽量减少可能的可变性，每个试剂的摩尔比率在开始的解决方案是固定在TiO2/ F127 / C2H5OH / HCl/CH3COOH = 1:0.02:50:2.25:3.75(摩尔比)。特别是，F127 1.6克，2.3毫升冰CH3COOH和0.74毫升35%盐酸溶解在30毫升乙醇，然后添加到3.5毫升的钛酸丁酯[20]。H2PtC l6的计算量添加到这个F127-TBOT-CH3COOH获得中间相0.5 wt % Pt /二氧化钛,随后充分搅拌混合60分钟，转移到一个培养皿中。此后，乙醇在40摄氏度,相对湿度40%的条件下蒸发12 h，然后将样品的转移到烘箱中烘烤24小时(65 摄氏度)。所述制成的介孔复合材料热处理的两种方法：(1) 将样品在450℃下在空气中煅烧4小时，然后减压用H2气2小时，在300℃（通过此光催化剂方法表示为PtTiO2-1）；(2)将样品首先在H2气下还原，然后在450℃和350℃的空气中下煅烧4小时（用这种方法制备的催化剂记为PtTiO2-2）。在这两种情况下, 他升温速率为1℃/分钟，冷却速度为2℃/分钟，以除去表面活性剂，并获得0.5wt％Pt/TiO2高度有序介观结构。

光化学沉积铂介孔二氧化钛。Pt光化学沉积到介孔二氧化钛或气相纳米级二氧化钛P25如下：1.0 g的介孔二氧化钛或气相纳米级二氧化钛P25被搅拌悬浮在200毫升甲醇水溶液(1.0wt%)包含 2.56 Â10- 5摩尔的H2PtC l6。最终的解决方案是与紫外线辐照(A)由飞利浦汞光灯(光照强度在