[发明专利]调控催化剂催化性能的方法

说明书

一种调控催化剂催化性能的方法，包括将待调控催化剂置于可调节频率光源下照射，调节可调节频率光源的输入电流频率和波长，实现在秒到微秒时间范围内对待调控催化剂的表面电子结构和催化性能的可控调节。本发明实现了在化学反应时间内(秒到微秒)对催化剂电子结构和反应性能的可控调变；与传统光催化(连续光)反应相比，本发明通过在反应时间范围内调控催化剂表面电子结构，催化性能尤其是光量子效率得到了显著提升。

技术领域

本发明属于多相催化技术领域，尤其涉及一种调控催化剂催化性能的方法。

背景技术

传统的光催化反应是利用光生电子和空穴直接还原或氧化反应物得到目标产物，目前，利用对光激发等离子体催化材料，实现在反应环境中催化剂表面电子结构的优化，从而得到了具有更高乙烯环氧化活性的纳米银材料和具有更高丙烯环氧化选择性的铜氧物种。这些研究为通过光能影响催化剂电子结构进而设计发展高效光催化体系提供了重要的研究思路。值得注意的是，真实催化反应往往是由多步基元反应构成的一个复杂的反应网络，目前最优活性催化剂往往是对反应速控步或部分反应步骤有良好的催化效果，但不能实现所有反应步骤的可控优化，目前仍无法实现化学反应时间范围内(秒到微秒)实现对催化剂活性结构的可控调变。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种调控催化剂催化性能的方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，本发明提供了一种调控催化剂催化性能的方法，包括：

将待调控催化剂置于可调节频率光源下照射，调节可调节频率光源的输入电流频率和波长，实现在秒到微秒时间范围内对待调控催化剂的表面电子结构和催化性能的可控调节。

基于上述技术方案可知，本发明的调控催化剂催化性能的方法相对于现有技术至少具有以下优势之一：

1、本发明实现了在化学反应时间内(秒到微秒)对催化剂电子结构和反应性能的可控调变；

2、与传统光催化(连续光)反应相比，本发明通过在反应时间范围内调控催化剂表面电子结构，催化性能尤其是光量子效率得到了显著提升，这是由于更多的光生电子或空穴可以有效的参与反应，减少了光生电子和空穴复合造成的光量子效率的降低。

附图说明

图1为本发明实施例1中LED输入电流频率调控(电流频率1Hz)，单个脉冲发光时间为0.5s时装置照片；

图2为本发明实施例1中LED输入电流频率调控(电流频率1Hz)，单个脉冲非发光时间为0.5s时装置照片；

图3为本发明实施例1中LED输入电流频率调控(电流频率100010Hz)，单个脉冲发光时间约为0.5μs时装置照片；

图4为本发明实施例2中365nm LED灯照射下利用Pt纳米粒子沉积位置的STEM图；

图5为本发明实施例2中530nm LED灯照射下利用Pt纳米粒子沉积位置的STEM图；

图6为本发明实施例3中不同光激发脉冲时间内Au/TiO₂催化剂苯乙酮加氢生成苯乙醇反应光量子效率图；

图7为本发明实施例3中不同光激发脉冲时间内Au/TiO₂催化剂苯乙酮加氢生成苯乙醇反应选择性图；

图8为本发明实施例4中不同光激发脉冲时间内Au/TiO₂催化剂苯甲醇氧化制苯甲醛光量子效率图；

图9为本发明实施例4中不同光激发脉冲时间内Au/TiO₂催化剂苯甲醇氧化制苯甲醛选择性图。

具体实施方式