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J-GLOBAL ID：202202217836844659   整理番号：22A0988827

Ti3C2MXene助触媒で組み立てられたメソポーラスTiO2は,光触媒メチルオレンジの分解と水素発生活性を強化するために使用される。【JST・京大機械翻訳】

Ti3C2 MXene co-catalyst assembled with mesoporous TiO2 for boosting photocatalytic activity of methyl orange degradation and hydrogen production

著者 (6件)： Li Huapeng (斉魯工業大学(山東省科学院)化学与化工学院, 済南市多尺度功能材料工程実験室,山東省高校軽工精細化学品重点実験室, 山東済南250353) ,  Sun Bin (斉魯工業大学(山東省科学院)化学与化工学院, 済南市多尺度功能材料工程実験室,山東省高校軽工精細化学品重点実験室, 山東済南250353) ,  Gao Tingting (斉魯工業大学(山東省科学院)化学与化工学院, 済南市多尺度功能材料工程実験室,山東省高校軽工精細化学品重点実験室, 山東済南250353) ,  Li Huan (斉魯工業大学(山東省科学院)化学与化工学院, 済南市多尺度功能材料工程実験室,山東省高校軽工精細化学品重点実験室, 山東済南250353) ,  Ren Yongqiang (斉魯工業大学(山東省科学院)化学与化工学院, 済南市多尺度功能材料工程実験室,山東省高校軽工精細化学品重点実験室, 山東済南250353) ,  Zhou Guowei (斉魯工業大学(山東省科学院)化学与化工学院, 済南市多尺度功能材料工程実験室,山東省高校軽工精細化学品重点実験室, 山東済南250353)
資料名： Cuihua Xuebao  (Cuihua Xuebao)
号： 2  ページ： 461-471  発行年： 2022年 
JST資料番号： B0927B  ISSN： 0253-9837  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 中国 (CHN)  言語： 中国語 (ZH)

抄録/ポイント： 太陽光駆動半導体光触媒による光触媒分解汚染物と水素発生は環境問題とエネルギー危機を解決する最も有効な方法の一つである。多くの半導体光触媒の中で、TiO2は優れた化学安定性、環境に優しく、コストが低いなどのメリットがあるため、光触媒分野で不可欠な作用がある。メソ多孔性TiO2は,ユニークなメソ孔構造のため,光触媒プロセスにおける反応物の吸着と輸送に有利であった。しかし、単一TiO2は高い光生成キャリア再結合効率と低い光利用率などの欠点があり、その光触媒活性が低い。担持助触媒により光吸収を増強でき、光生成キャリアの分離を促進し、より多くの活性サイトを提供でき、光触媒活性を向上させる有効な策略である。現在、常用の高効率な助触媒は主に貴金属、例えばPt、PdとAuなどであるが、高価な価格と希少性は将来の広範な応用を制限している。そのため、新型の非貴金属助触媒を探すことは、光触媒の活性向上に重要な意義がある。MXeneは新型の二次元遷移金属炭化物及び/又は窒化物として、豊富な表面親水性官能基、良好な金属導電性及び高いキャリア移動度などの特性を有し、光触媒における助触媒として光触媒性能を高めるのに適している。この啓発により、本文では、静電自己集合戦略を利用して、メソポーラスTiO2ナノ粒子をTi3C2MXene助触媒上に均一に固定し、緊密なメソポーラスTiO2/Ti3C2複合材料を構築し、その光触媒分解メチルオレンジ(MO)と水素発生性能を研究した。ゼータ電位試験の結果は,反対の表面電荷を有するメソポーラスTiO2とTi3C2が静電的相互作用によって安定な複合材料を作ることができることを示した。X線回折,Raman分光法,X線光電子分光法(XPS),透過型電子顕微鏡(TEM),高分解能透過型電子顕微鏡(TEM)により,メソポーラスTiO2/Ti3C2複合材料が首尾よく調製された。XPSは,TiO2からTi3C2への光生成電子が,強い相互作用を持つことを示す。BET試験結果は,複合材料が,単一メソ多孔性TiO2と比較して,より大きな表面積と細孔容積を持ち,より多くの活性サイトを提供でき,光触媒活性を改善するのに役立つことを示した。紫外-可視拡散反射分光法は,Ti3C2助触媒の導入が材料の光吸収能力を改善することを示した。蛍光スペクトル、時間分解蛍光スペクトル、光電流密度と電気化学インピーダンスなどの測定結果は、複合材料が優れた光生成キャリア分離と転移能力を有することを示した。光触媒性能試験では,最適Ti3C2含有量(3wt%)のメソポーラスTiO2/Ti3C2複合材料が40min以内にMOの光触媒分解効率99.6%に達し,ラジカル捕獲実験及び電子スピン共鳴キャラクタリゼーションを用いて活性種を確認した。O2-と?OHは光触媒分解において主要な役割を果たした。また、この複合材料も良好な水素発生性能(218.85μmolg-1h-1)を示し、単一メソ孔TiO2の5.6倍であり、3回サイクル後も安定した水素発生効率を維持した。まとめると、MXene族材料は高効率の非貴金属助触媒として光触媒領域に応用できる。Data from Wanfang. Translated by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： X線回折 ,  半導体 ,  光吸収 ,  金 ,  貴金属 ,  *多孔性 ,  触媒活性 ,  活性部位 ,  接触分解 ,  X線光電子分光法 ,  光触媒反応 ,  *光触媒 ,  透過型電子顕微鏡 ,  スルホン酸 ,  芳香族アミン ,  アゾ化合物 ,  第三アミン
準シソーラス用語： *二酸化チタン ,  光触媒活性 ,  光触媒分解 ,  *メソポーラス , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： Mesoporous TiO2 ,  Electrostatic self-assembly ,  Ti3C2 MXene ,  Co-catalyst ,  Photocatalytic degradation ,  Photocatalytic hydrogen production

分類 (2件)： 塩基,金属酸化物  (CD01030Z) ,  光化学一般  (CB08010U)

物質索引 (1件)： メチルオレンジ

タイトルに関連する用語 (9件)： 助触媒 ,  メソポーラス ,  TiO2 ,  光触媒 ,  メチルオレンジ ,  分解 ,  水素発生 ,  活性 ,  強化