摘要:過(guò)渡金屬羥基氧化物已被證明是水氧化反應(yīng)的可靠助催化劑。然而,在水氧化過(guò)程中它們對(duì)H2O及其中間產(chǎn)物的吸附能力不足,極大制約了水氧化速率的提高。在本研究中,H2O及其中間體在MnOOH助劑的缺電子Mn(3+δ)+上的自發(fā)增強(qiáng)吸附可以極大地促進(jìn)水的快速氧化,從而在純水體系中實(shí)現(xiàn)高效的光催化H2O2生成。首先,無(wú)定形MnOOH通過(guò)定向光誘導(dǎo)氧化方法選擇性地沉積在AuPd改性的單晶BiVO4光催化劑的(110)面上,從而制備了AuPd/BiVO4/MnOOH光催化劑。光催化實(shí)驗(yàn)表明,所制備的AuPd/BiVO4/MnOOH (0.5%)光催化劑的H2O2產(chǎn)生速率達(dá)到214 μmol?L?1,并表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。密度泛函理論計(jì)算和X射線光電子能譜表征表明,MnOOH的自由電子可以有效地轉(zhuǎn)移到BiVO4上,誘導(dǎo)缺電子Mn位(Mn(3+δ)+)的產(chǎn)生,從而自發(fā)地促進(jìn)H2O及其中間體的吸附,增強(qiáng)四電子WOR反應(yīng),導(dǎo)致H2O2的高效生成。本文關(guān)于助催化劑與主體催化劑之間強(qiáng)相互作用的工作為其它高效催化材料的合理設(shè)計(jì)提供了一種新的思路。
關(guān)鍵詞:光催化;H2O2生產(chǎn);MnOOH助催化劑;單晶BiVO4;H2O吸附
中圖分類號(hào):O643