光催化可以用哪些表征技术解析?

发布网友发布时间：2024-10-03 19:18

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热心网友时间：2024-10-26 19:08

光催化常用表征技术解析

在描述催化剂的宏观物性，如形貌、物相的基础上，本文将重点阐述各种光谱技术在光催化研究中的应用。包括XPS、Raman、FT-IR、UV-Vis等，通过现有研究成果的总结，将这些分析技术进行简单介绍和总结。

【紫外可见吸收光谱（UV-Vis）】UV-Vis光谱是基于物质分子或离子对紫外或可见光的吸收。UV-Vis光谱图横坐标表示波长（nm），纵坐标表示吸光度。最大吸收峰位置和摩尔吸光系数是UV-Vis光谱的重要特征，能用于分析和测定物质的组成、含量和结构。

在光催化研究中，UV-Vis光谱通常用于研究固体样品的光吸收性能，以及催化剂表面的过渡金属离子及其配合物的结构、氧化状态、配位状态和配位对称性等。例如，余家国老师在2010年发表于Green Chemistry上的文章，通过UV-Vis光谱研究了Zn1−xCdxS固溶体的合成及其光催化效率。

【X射线光电子能谱（XPS）】XPS技术能定性分析元素种类，并通过窄区扫描（高分辨能谱）分析化学态和分子结构。定性分析通过峰位和峰形获取样品表面的元素成分、化学态和分子结构等信息；定量分析通过峰强获取元素含量或浓度。Xiang等人在Chemistry-AnAsian Journal上发表的文章中，通过XPS研究了微波水热法合成的Ag和TiO2复合体空心球及其光催化性能。

【拉曼光谱（Raman）】拉曼光谱由多个拉曼峰构成，每个峰代表分子键振动。在光催化材料研究中，拉曼光谱用于分辨晶型结构并检测物质相变情况。Xiang等人在J. Am. Chem. Soc.上的文章中使用拉曼光谱分析了二氧化钛与硫化钼掺杂过程的物质晶相结构变化。

【红外光谱 (IR)】红外光谱用于鉴别物质及确定化学组成、结构或相对含量，主要用于定性分析分子中的官能团。Xiang等人在Journal of physical chemistry上发表的文章中，通过IR表征技术研究了graphene/C3N4复合体的光催化降解甲醇溶液产氢性能。

以上技术在光催化研究中具有广泛应用，通过不同表征技术的结合，可以更全面地理解光催化材料的性能及其催化机制。