本研究探索了還原氧化石墨烯(rGO)修飾的S-型異質(zhì)結(jié)CeO
2/TiO
2在100-200℃下光熱催化氧化Hg
0。采用BET、SEM、TEM、EDS、XRD、Raman、UV-Vis、XPS、EPR、UPS等方法對自制光熱催化劑的表面性能進行了表征。TiO
2的晶體結(jié)構(gòu)以銳鈦礦為主，納米級CeO
2/TiO
2均勻分布在還原氧化石墨烯薄片表面。Hg
0的氧化效率隨反應(yīng)溫度的升高而降低，依次為η
100℃ = η
150℃ > η
200℃，說明Hg
0的氧化是由吸附控制的質(zhì)量傳遞而不是光熱催化反應(yīng)控制的。Hg
0在100-200℃時的氧化過程包括光催化和熱催化兩種反應(yīng)機制。此外，rGO修飾的CeO
2/TiO
2可以耐受除100 ppm NO外的多種污染物(如SO
2和NO)，這略微降低了Hg
0的氧化效率。
圖1. （a）GO、（b）CeO
2/TiO
2和（c）5GCT的SEM圖像；（d）5GCT的TEM圖像。
圖2. GO、TiO2、CeO
2/TiO
2和GCT的（a）XRD和（b）拉曼圖譜。
圖3. 光熱催化劑的光學(xué)性質(zhì)。
圖4. 在UV
B照射和不照射時光熱催化劑對Hg
0的氧化效率。
圖5. NO和SO
2對Hg
0氧化效率的影響。
圖6. 在200℃下N
2 + O
2+NO +SO
2 +Hg
0的氣氛，用5GCT對Hg
0的氧化效率進行了循環(huán)試驗。
圖7. 光熱催化劑經(jīng)過長期實驗后的XPS光譜(a) C 1s， (b) O 1s， (C) S 2p， (d) N 1s。
圖8. 光熱催化劑(a) DMPO-O
2-和(b) DMPO-•OH的EPR譜。
圖9. rGO修飾的CeO
2/TiO
2 S型異質(zhì)結(jié)光熱催化反應(yīng)體系的電子路徑。
相關(guān)研究成果由國立中山大學(xué)環(huán)境工程研究所（中國臺灣）Ji-Ren Zheng等人于2023年發(fā)表在Fuel (https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.127973)上。原文：S-scheme heterojunction CeO
2/TiO
2 modified by reduced graphene oxide (rGO) as charge transfer route for integrated photothermal catalytic oxidation of Hg
0 。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
