MOFs/TiO2的制备及应用文献综述
2020-04-06 13:06:57
众所周知,时至今日,人类可持续发展面临着传统能源短缺,环境污染等多重危机,如何发展新能源,如何发展新理论新技术用于提高能源利用效率已经成为了人们日益关注的焦点。
太阳能以其丰富的资源及清洁环保的特点,增长将快于其他任何可再生能源技术。
然而不管太阳能以何种形式被利用都存在效率低下的问题,如何提高光利用效率是个迫切需要解决的问题。
TiO2由于具备合适的能带宽度,高化学稳定性,无毒无害等特点一直以来都被视为最理想的太阳能利用材料之一[1~10]。
不仅应用在光伏,光催化,光致超亲水等领域,而且在日常生活也有很大的发展前景。
尤其是在光催化领域,氧化钛的地位更是无可替代,用于水解产氢,污染物降解等,这在一定程度上缓解了能源环境的压力。
但是TiO2光催化同样存在效率低下的问题,究其原因,一方面吸收波段窄,只能吸收5 %不到的太阳光;另一方面TiO2在光激发过程中,产生的光生电子和空穴极易复合,导致量子利用率大大降低 。
针对这两方面问题,众多研究者提出了很多改进方法,包括掺杂,光敏化,复合改性,自身结构多样化等,其中包含了一些量子点担载和贵金属担载[11~15]等常用的并行之有效的方法,可见这样的氧化钛负载型纳米催化剂能有效地提高光能利用率 然而由于纳米活性组分粒子尺寸小,表面能高,纳米粒子在负载过程中本身即存在分散难的问题,反应过程中活性组分又极易团聚或者流失,从而导致TiO2负载型纳米催化剂催化性能稳定性差,催化剂回收利用效率低等问题。
针对该问题,国内外学者已经展开了细致深入的研究,包括采用一些物理手段如机械研磨、超声等手段对活性组分或前驱体进行处理,阻止纳米颗粒的软团聚;通过化学手段如表面包覆,沉淀反应,微乳化等手段对活性组分进行表面改性,阻止活性组分的团聚。
R. Behm等[16]将Au的前驱体担载在嵌段聚合物胶束后沉积在TiO2表面,制备出的Au/TiO2负载型纳米催化剂,活性组分相比于传统的物理蒸汽沉积手段,不仅分散度高且颗粒尺寸分布窄(1#8722;5 nm),其CO低温氧化活性得到了显著提高。