Citation: Xuan Zhao, Yanting Du, Chengjiang Zhang, Lijun Tian, Xiaofang Li, Kejian Deng, Lianqing Chen, Youyu Duan, Kangle Lv. Enhanced visible photocatalytic activity of TiO2 hollow boxes modified by methionine for RhB degradation and NO oxidation[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2018, 39(4): 736-746. doi: 10.1016/S1872-2067(18)63039-6
蛋氨酸改性TiO2空心纳米盒高效可见光催化RhB分解和NO氧化
由立方体TiOF2到锐钛矿相TiO2空心纳米盒的转变是一个自模板转化过程.氟离子的存在降低了TiO2高能面(001)面的表面能,从而使得高能面TiO2纳米片的形成变得可能.因此,热处理立方体TiOF2可得到由高能面TiO2纳米片组装的TiO2空心纳米盒.
本文系统研究了焙烧温度(300-500℃)对所制TiO2-HNBs结构与光催化性能的影响.结果发现,在350℃下焙烧,TiOF2完全转化成锐钛矿相TiO2-HNBs.但是焙烧蛋氨酸与TiOF2的混合物,需400℃才能完全实现TiOF2到锐钛矿相TiO2-HNBs的转变.这说明蛋氨酸的加入阻碍了TiOF2向锐钛矿相TiO2-HNBs的转变.XPS结果显示,经过400℃焙烧的蛋氨酸改性样品(TM400),N和S元素成功掺入了TiO2-HNBs晶格,使其产生可见光催化活性.
相对于400℃焙烧TiOF2所得样品T400,蛋氨酸改性的TM400催化剂可见光降解罗丹明B染料(RhB)和NO氧化的性能分别提升了1.55倍和2.0倍,这与其更强的可见光吸收性能和光生载流子分离效率有关.400℃焙烧的蛋氨酸改性的TM400可见光催化活性稳定,连续5次可见光催化RhB降解后,其活性没有明显改变,显示了潜在的应用前景.
English
Enhanced visible photocatalytic activity of TiO2 hollow boxes modified by methionine for RhB degradation and NO oxidation
-
Key words:
- TiO2 hollow nanoboxes
- / TiOF2
- / Photocatalytic degradation
- / Rhodamine B
- / NO oxidation
-
-
[1] W. J. Ong, L. L. Tan, Y. H. Ng, S. T. Yong, S. P. Chai, Chem. Rev., 2016, 116, 7159-7329.
-
[2] F. He, F. Ma, T. Li, G. X. Li, Chin. J. Catal., 2017, 34, 2263-2270.
-
[3] K. Z. Qi, B. Cheng, J. G. Yu, W. K. Ho, Chin. J. Catal., 2017, 38, 1936-1955.
-
[4] T. T. Huang, Y. H. Li, X. F. Wu, K. L. Lv, Q. Li, M. Li, D. Y. Du, H. P. Ye, Chin. J. Catal., 2018, doi: 10.1016/S1872-2067(17)62913-9.
-
[5] D. A. Erdogan, E. Ozensoy, Appl. Surf. Sci., 2017, 403, 159-167.
-
[6] F. Dong, Z. W. Zhao, Y. J. Sun, Y. X. Zhang, S. Yan, Z. B. Wu, Environ. Sci. Technol., 2015, 49, 12432-12440.
-
[7] V. Augugliaroa, S. Colucciab, V. Loddoa, L. Marcheseb, G. Martra, L. Palmisanoa, M. Schiave, Appl. Catal. B, 1999, 20, 15-27.
-
[8] Z. L. Ni, W. D. Zhang, G. M. Jiang, X. P. Wang, Z. Z. Lu, Y. J. Sun, X. W. Li, Y. X. Zhang, F. Dong, Chin. J. Catal., 2017, 38, 1174-1183.
-
[9] Y. H. Li, W. K. Ho, K. L. Lv, B. C. Zhu, S. C. Lee, Appl. Surf. Sci., 2018, 430, 380-389.
-
[10] F. Dong, Z. Y. Wang, Y. H. Li, W. K. Ho, S. C. Lee, Environ. Sci. Tech-nol., 2014, 48, 10345-10353.
-
[11] J. G. Yu, J. X. Low, W. Xiao, P. Zhou, M. Jaroniec, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 8839-8842.
-
[12] Q. J. Xiang, B. Cheng, J. G. Yu, Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 11350-11366.
-
[13] Y. M. He, L. H. Zhang, B. T. Teng, M. H. Fan, Environ. Sci. Technol., 2015, 49, 649-656.
-
[14] Q. J. Xiang, F. Y. Cheng, D. Lang, ChemSusChem, 2016, 9, 996-1002.
-
[15] Y. Xia, Q. Li, K. L. Lv, D. G. Tang, M. Li, Appl. Catal. B, 2017, 206, 344-352.
-
[16] Q. Hao, S. M. Hao, X. X. Niu, X. Li, D. M. Chen, H. Ding, Chin. J. Catal., 2017, 38, 278-286.
-
[17] Y. Xia, Q. Li, K. L. Lv, M. Li, Appl. Surf. Sci., 2017, 398, 81-88.
-
[18] J. Schneider, M. Matsuoka, M. Takeuchi, J. L. Zhang, Y. Horiuchi, M. Anpo, D. W. Bahnemann, Chem. Rev., 2014, 114, 9919-9986.
-
[19] H. G. Yang, C. H. Sun, S. Z. Qiao, J. Zou, G. Liu, S. C. Smith, H. M. Cheng, G. Q. Lu, Nature, 2008, 453, 638-641.
-
[20] R. Asahi, T. Morikawa, T. Ohwaki, K. Aoki, Y. Taga, Science, 2001, 293, 269-271.
-
[21] X. B. Chen, L. Liu, P. Y. Yu, S. S. Mao, Science, 2011, 331, 746-750.
-
[22] X. F. Wu, S. Fang, Y. Zheng, J. Sun, K. L. Lv, Molecules, 2016, 21, 181.
-
[23] C. Z. Wen, Q. H. Hu, Y. N. Guo, X. Q. Gong, S. Z. Qiao, H. G. Yang, Chem. Commun., 2011, 47, 6138-6140.
-
[24] Y. Kondo, H. Yoshikawa, K. Awaga, M. Murayama, T. Mori, K. Sunada, S. Bandow, S. Iijima, Langmuir, 2008, 24, 547-550.
-
[25] Q. Sun, Y. M. Xu, J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 12387-12394.
-
[26] G. Colon, S. Murcia Lopez, M. C. Hidalgo, J. A. Navio, Chem. Com-mun., 2010, 46, 4809-4811.
-
[27] R. R. Hao, G. H. Wang, C. J. Jiang, H. Tang, Q. C. Xu, Appl. Surf. Sci., 2017, 411, 400-410.
-
[28] D. Li, H. Haneda, S. Hishita, N. Ohashi, Chem. Mater., 2005, 17, 2588-2595.
-
[29] K. L. Lv, H. S. Zuo, J. Sun, K. J. Deng, S. C. Liu, X. F. Li, D. Y. Wang, J. Hazard. Mater., 2009, 161, 396-401.
-
[30] D. Z. Li, Z. X. Chen, Y. L. Chen, W. J. Li, H. J. Huang, Y. H. He, X. Z. Fu, Environ. Sci. Technol., 2008, 42, 2130-2135.
-
[31] J. G. Yu, G. P. Dai, B. B. Huang, J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 16394-16401.
-
[32] Y. H. Li, K. L. Lv, W. K. Ho, Z. W. Zhao, H. Yu, Chin. J. Catal., 2017, 38, 321-329.
-
[33] K. L. Lv, S. Fang, L. L. Si, Y. Xia, W. K. Ho, M. Li, Appl. Surf. Sci., 2017, 391, 218-227.
-
[34] W. Li, F. Wang, Y. P. Liu, J. X. Wang, J. P. Yang, L. J. Zhang, A. A. Elzatahry, D. Al-Dahyan, Y. Y. Xia, D. Y. Zhao, Nano Lett., 2015, 15, 2186-2193.
-
[35] T. D. Nguyen-Phan, S. Luo, Z. Y. Liu, A. D. Gamalski, J. Tao, W. Q. Xu, E. A. Stach, D. E. Polyansky, S. D. Senanayake, E. Fujita, J. A. Rodriguez, Chem. Mater., 2015, 27, 6282-6296.
-
[36] H. G. Yang, H. C. Zeng, J. Phys. Chem. B, 2004, 108, 3492-3495.
-
[37] X. W. Lou, L. A. Archer, Z. C. Yang, Adv. Mater., 2008, 20, 3987-4019.
-
[38] L. Liang, K. N. Li, K. L. Lv, W. K. Ho, Y. Y. Duan, Chin. J. Catal., 2017, 38, 2085-2093.
-
[39] X. F. Li, K. L. Lv, K. J. Deng, J. F. Tang, R. Su, J. Sun, L. Q. Chen, Mater. Sci. Eng. B, 2009, 158, 40-47.
-
[40] J. Sun, X. Yan, K. L. Lv, S. Sun, K. J. Deng, D. Y. Du, J. Mol. Catal. A, 2013, 367, 31-37.
-
[41] J. F. Lan, X. F. Wu, K. L. Lv, L. L. Si, K. J. Deng, Chin. J. Catal., 2015, 36, 2237-2243.
-
[42] R. W. Yang, J. H. Cai, K. L. Lv, X. F. Wu, W. G. Wang, Z. H. Xu, M. Li, Q. Li, W. Q. Xu, Appl. Catal. B, 2017, 210, 184-193.
-
[43] K. L. Lv, J. G. Yu, J. J. Fan, M. Jaroniec, CrystEngComm, 2011, 14, 7044-7048.
-
[44] L. L. Si, Z. A. Huang, K. L. Lv, H. P. Ye, K. J. Deng, Y. Y. Wu, J. Alloys Compd., 2014, 612, 69-73.
-
[45] Z. A. Huang, Z. Y. Wang, K. L. Lv, Y. Zheng, K. J. Deng, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2013, 5, 8663-8669.
-
[46] S. Fang, Y. Xia, K. L. Lv, Q. Li, J. Sun, M. Li, Appl. Catal. B, 2016, 185, 225-232.
-
[47] K. L. Lv, J. G. Yu, L. Z. Cui, S. L. Chen, M. Li, J. Alloys Compd., 2011, 509, 4557-4562.
-
[48] Z. Y. Wang, B. B. Huang, Y. Dai, X. L. Zhu, Y. Y. Liu, X. Y. Zhang, X. Y. Qin, CrystEngComm, 2013, 15, 3436-3441.
-
[49] Z. Y. Wang, K. L. Lv, G. H. Wang, K. J. Deng, D. G. Tang, Appl. Catal. B, 2010, 100, 378-385.
-
[50] Z. Y. Wang, B. B. Huang, Y. Dai, X. Y. Zhang, X. Y. Qin, Z. Li, Z. K. Zheng, H. F. Cheng, L. W. Guo, CrystEngComm, 2012, 14, 4578-4581.
-
[51] Z. A. Huang, Q. Sun, K. L. Lv, Z. H. Zhang, M. Li, B. Li, Appl. Catal. B, 2015, 164, 420-427.
-
[52] L. Chen, L. F. Shen, P. Nie, X. G. Zhang, H. S. Li, Electrochim. Acta, 2012, 62, 408-415.
-
[53] J. Zhu, D. Q. Zhang, Z. F. Bian, G. S. Li, Y. N. Huo, Y. F. Lu, H. X. Li, Chem. Commun., 2009, 5394-5396.
-
[54] X. G. Han, Q. Kuang, M. S. Jin, Z. X. Xie, L. S. Zheng, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 3152-3153.
-
[55] C. C. Jia, X. Zhang, P. Yang, Appl. Surf. Sci., 2018, 430, 457-465.
-
[56] Y. Zhang, Z. Y. Zhao, J. R. Chen, L. Cheng, J. Chang, W. C. Sheng, C. Y. Hu, S. S. Cao, Appl. Catal. B, 2015, 165, 715-722.
-
[57] Y. H. Li, X. F. Wu, W. K. Ho, K. L. Lv, Q. Li, M. Li, S. C. Lee, Chem. Eng. J., 2018, 336, 200-210.
-
[58] K. L. Lv, J. C. Hu, X. H. Li, M. Li, J. Mol. Catal. A, 2012, 356, 78-84.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 0
- 文章访问数: 1250
- HTML全文浏览量: 162

下载: