基于丝网印刷法制备的Pd/TiO2薄膜用于光催化CO2转化

摘要：

光催化剂的固载化对其应用和回收有重要意义.首先以钛片作基底,乙基纤维素和松油醇作粘结剂,采用丝网印刷法制备TiO2 薄膜(w-xfilm-y,其中w为粘结剂与TiO2 质量比,x为印刷层数,y为焙烧温度),最后用光沉积法负载Pd颗粒制得Pd/TiO2 薄膜(负载型薄膜催化剂w-xfilm-y-0.18Pd,其中0.18为Pd的质量分数).以颗粒催化剂(P-z-Pd,其中z为Pd质量分数)作对照,测试了两种气氛(CO2 和H2、CO2 和C2H6)下w-xfilm-y-0.18Pd的光催化CO2 转化性能.采用XRD、HRTEM和XPS等表征了w-xfilm-y-0.18Pd的结构和活性中心,采用UV-Vis DRS和ESR技术分析了w-xfilm-y-0.18Pd的光学性质和活性物种.结果表明,丝网印刷一层的TiO2 薄膜的厚度为 5 μm,负载Pd颗粒后TiO2 薄膜的光吸收能力增强,TiO2 颗粒固载化不影响TiO2的晶型,但影响了Pd颗粒的表面分散,导致Pd颗粒的粒径从 2.3 nm增加到 3.9 nm.w-xfilm-y-0.18Pd表面负载的Pd颗粒作为电子捕获阱,定向迁移光生电子至Pd颗粒负载面进行富集,强化了CO2 加氢制CH4 性能,与P-0.25-Pd相比,CH4 生成速率从26.0 μmol/(g·h)提高到 198.5 μmol/(g·h).w-xfilm-y-0.18Pd负载的Pd颗粒粒径增大,光照时羟基自由基数量减少,导致其催化CO2 氧化C2H6 脱氢制C2H4 性能较差,与P-0.25-Pd相比,C2H4 生成速率从479.9 μmol/(g·h)降低至42.5 μmol/(g·h).

关键词：固载化、光催化、丝网印刷、TiO2薄膜、Pd、CO2加氢、烷烃脱氢

所属期刊栏目：48

分类号：TQ034(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金22138008

在线出版日期：2023-07-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：69-77,97