TiO2/Ce0.45Zr0.45M0.1OX(M=Y, La, Mn)の光触媒活性に及ぼすCe0.5Zr0.5O2への金属添加の影響。

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J. Hazard. Mater..2007 May;143(1-2):516-21. S0304-3894(06)01153-8. doi: 10.1016/j.jhazmat.2006.09.071.Epub 2006-09-29.

TiO2/Ce0.45Zr0.45M0.1OX(M=Y, La, Mn)の光触媒活性に及ぼすCe0.5Zr0.5O2への金属添加の影響。

Effect of metal doping into Ce0.5Zr0.5O2 on photocatalytic activity of TiO2/Ce0.45Zr0.45M0.1OX (M=Y, La, Mn).

Zhong Jun Bo
Lintao
Gong Maochu
Wang Jian Li
Liu Zhi Min
Zhao Ming
Yaoqiang Chen

PMID: 17084025 DOI: 10.1016/j.jhazmat.2006.09.071.

抄録

本論文は、CeO(2)-ZrO(2)の表面にTiO2を担持させることで、バッチ反応器におけるガス状ベンゼンの分解に向けたTiO2の光触媒活性が大幅に向上することを実証している。本研究では、TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)M(0.1)O(X)(M=Y, La, Mn)の光触媒活性に及ぼすCe(0.5)Zr(0.5)O(2)への3種類の金属のドーピングの影響を調べた。調製した光触媒は、BET, XRD, UV-vis拡散反射率及びXPS分析により特徴づけられた。TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)M(0.1)O(X)(M=Y, La, Mn)のBET表面積はCe(0.5)Zr(0.5)O(2)のBET表面積よりも小さい。XRDの結果、堆積したチタニアはCeO(2)-ZrO(2)マトリックスと同様に高度に分散しており、CeO(2)-ZrO(2)格子にMをドープすると格子空間が変化し、回折ピークがより高い2θ位置にシフトすることが明らかになった。これら4つの触媒のうち、TiO(2)/Ce(0.45)Zr(0.45)La(0.1)O(X)のバンドギャップ値が最も低い。4つの触媒のTi 2p(3/2)の結合エネルギー値が低い値に移行する。光触媒活性の高い順は、TiO2/Ca(0.45)Zr(0.45)La(0.1)O(X)>TiO2/Ca(0.45)Zr(0.45)Y(0.1)O(X)>TiO2/Ca(0.45)Zr(0.45)Mn(0.1)O(X)>TiO2/Ca(0.5)Zr(0.5)O(2)>TiO2の順である。提案されたメカニズムは電子移動によるものであり、210-400nmの領域で吸収が強くなることがわかった。

The paper demonstrates that the photocatalytic activity of TiO2 towards the decomposition of gaseous benzene in a batch reactor can be greatly improved by loading TiO2 on the surface of CeO(2)-ZrO(2). The research investigates the effects of three metals doping into Ce(0.5)Zr(0.5)O(2) on photocatalytic activity of TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)M(0.1)O(X) (M=Y, La, Mn). The prepared photocatalysts were characterized by BET, XRD, UV-vis diffuse reflectance and XPS analyses. BET surface area of TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)M(0.1)O(X) (M=Y, La, Mn) is smaller than that of Ce(0.5)Zr(0.5)O(2). XRD results reveal that the deposited titania is highly dispersed as in the CeO(2)-ZrO(2) matrix, doping M in the CeO(2)-ZrO(2) lattice causes the changing of lattice space and the diffraction peaks shift to higher 2theta position. Among these four catalysts, the band gap value of TiO(2)/Ce(0.45)Zr(0.45)La(0.1)O(X) is the lowest. The binding energy value of Ti 2p(3/2) of four catalysts transfers to a lower value. The order of photocatalytic activity is TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)La(0.1)O(X)>TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)Y(0.1)O(X)>TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)Mn(0.1)O(X)>TiO2/Ce(0.5)Zr(0.5)O(2)>TiO2. The proposed mechanism is of electron transfer and the stronger absorption in the region 210-400 nm.