1. 文章信息

標題：Platinum−Copper Bimetallic Nanoparticles Supported on TiO2 as Catalysts for Photo−thermal Catalytic Toluene Combustion

頁碼（mǎ）：暫無，DOI：10.1021/acsanm.1c03429

 2. 文章鏈接

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.1c03429

 3. 期刊信息

期刊名：ACS Applied Nano Materials

ISSN：2574-0970

2020年影響因子：5.097

分區信息：中科院2區；JCR分區（Q2）

涉及研究方向：材料科學

 4. 作者信息：第一（yī）作者是山東（dōng）大學（xué）材料科學與工程學院碩士生齊園。通訊作者為（wéi）山東大學王鳳龍教（jiāo）授、劉久（jiǔ）榮（róng）教（jiāo）授、吳濤研究員與蔣妍（yán）彥教授
5. 正文中標記產（chǎn）品所在位置截圖

6. 文章簡（jiǎn）介：

      空氣中揮發性有機化合（hé）物(VOCs)的顯著增加造成了嚴重的環境汙染和人類健康問（wèn）題。在各種去除VOCs的方法中，氣相光熱（rè）催化被認為是一種有效的方法，它具有能耗低、轉換效率高的優點。近（jìn）年來，貴金屬Pt基催（cuī）化劑（jì）因（yīn）其在低溫下的優異催化性能而受到（dào）廣泛的研究，但貴金屬的稀缺性極大地限製了其實際應用（yòng）。

因此，通過（guò）引入第二種豐量金屬元素來降低貴金屬的使用量，同時保持或提高催化性能成為解決這一問題的有效途徑，逐漸受到了科研工作者的（de）廣泛（fàn）關注。

本（běn）文通過調整Pt-Cu雙金（jīn）屬的元素比例，探究了PtCu–TiO₂催化劑在光催化、熱催化（huà）及光熱協同催化過程中甲苯的降解情況。主要實驗結論如下：

1）通（tōng）過硼氫化鈉（nà）一步還原法製備得到不同質量比的Pt–Cu/TiO2催化劑，用於流動（dòng）體係中甲苯的催化降解（jiě）。結構表征（zhēng）表明，金屬納（nà）米粒子尺寸在（zài）2–4 nm，均勻分布在銳鈦礦型TiO2 (20 ~ 60 nm)表麵（miàn）。此外，高倍透射（shè）觀察發現金屬（shǔ）納米顆粒的晶格條紋介於Pt(111)與Cu(111)之間，EDX元素麵（miàn）掃（sǎo）證明（míng）在雙（shuāng）金屬顆粒中，Pt與Cu均勻分布，從（cóng）而證明了固溶體合金的形（xíng）成。合金固溶體內部Pt元素與（yǔ）Cu元素有著較強的相互（hù）作用關係，從而能（néng）夠有效（xiào）調控金屬的電子結構，對其與催化反應物、中（zhōng）間產物、產物的有著明顯的調節作用（yòng）。通過（guò）優化兩種金屬元素的相對含量，有望（wàng）獲取超過單獨Pt元素存在的催化性能，基於（yú）此開展（zhǎn）了一係列研究內容。

2）探究了不同（tóng）質量比的Pt–Cu/TiO2催化劑對於光催化、熱催化（huà）及光熱催化降解甲苯的性能（néng）。在單獨的熱催化或光催化條件下，Pt與Cu質（zhì）量比為4:1的催化劑（PT–4）表現出（chū）和純Pt催化劑相近的性能。在光熱耦合（hé）反應條件下，發現PT–4催化劑的甲苯降解性（xìng）能超過了純Pt催（cuī）化劑，由此說明了PtCu合金催（cuī）化劑的優越性，甲苯–TPD實驗表明（míng）PtCu催（cuī）化劑相對純Pt催化劑來說，能夠吸附更多的反應物（wù），具有更多的反應活性位點（diǎn）。

3）為了（le）更係統的探究（jiū）光與熱的協（xié）同作用，以PT–4催化劑為例，比較了其在（zài）光照下和無光照條件下的催化性能。在光照射下，甲苯的轉化率可（kě）以達到55%，但如果沒有外界的（de）熱作為催化過程的驅動力，轉化率就（jiù）不能再提高。當溫度達到110 ℃時，PT–4催化劑光熱耦合催化降解甲苯的效率接近100%，而在同樣溫度下熱催化降解（jiě）甲苯的效率不到1%。這意味著低溫去除甲苯既需要光照射，也需要外部加熱（rè）。因此，光（guāng）和熱是催化過程中不可缺少的，由此證（zhèng）明（míng）了光照和外加熱量在催化甲苯降解過程中（zhōng）具有協同作用。

希望本（běn）文所做的（de）工作能為未（wèi）來設計在溫和（hé）條件下光熱催化降解VOCs的高效雙金屬（shǔ）合金催化劑提供啟發式指導。文章DOI : 10.1021/acsanm.1c03429，原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.1c03429

光熱催化降解甲苯原理示意圖