可见光响应光催化剂K_4Ce_2Ta_(10)O_(30)、K_4Ce_2Nb_(10)O_(30)及其固溶体的电子结构

基于密度泛函理论(DFT),采用平面波赝势(PWP)以及广义梯度近似(GGA)方法,对可见光响应的光催化剂K_4Ce_2Ta_(10)O_(30)、K_4Ce_2Nb_(10)O_(30)及其固溶体进行电子结构的第一性原理计算.结果表明,光催化剂K_4Ce_2Ta_(10)O_(30)和K_4Ce_2Nb_(10)O_(30)的导带分别主要由Ta5d和Nb4d组成,处于高能级的电子未占据态的Ce4f与其有很明显的重迭,但由于其高度局域特性,不能很好地参与光生电子在导带中的传导,从而对光催化活性的贡献很小;而其价带则由O2p与Ta5d(Nb4d)的杂化轨道组成,同时电子占据态的Ce4f对价带也有一定的贡献,各个电子轨道对能带结构的贡献决定了该系列可见光响应光催化剂的物理化学和光催化特性.固溶体系列中随着Nb含量的增加,其吸收光谱依次红移,带隙变窄,导带底变低,光生电子的还原能力降低.在固溶体K_4Ce_2Ta_(10-x)Nb_xO_(30)(x=2,5,8)中,由于Ce4f轨道对价带顶的贡献相对较小,固溶体的价带顶低于K_4Ce_2Ta_(10)O_(30)、K_4Ce_2Nb_(10)O_(30)的价带顶,光生空穴的氧化能力相对较强.该系列光催化剂的电子结构分析结果与光催化水分解的活性实验结果有很好的一致性.

10VNi-10Ce/γ-Al_2O_3催化植物油连续转化生物燃料

采用浸渍法制备各种催化剂,用WFSM-3060高压反应装置及X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、程序升温脱附(H2-TPD,NH3-TPD)和程序升温还原(H2-TPR)等技术表征,对催化剂活性进行了评价。液体产物用傅里叶-红外(FT-IR)、气相色谱-质谱法(GC-MS)和SF-3微量水分分析仪进行分析;气体产物通过气相色谱(GC)在线分析。分析结果显示:10VNi-10Ce有很好的热稳定性,有3个吸附中心和3个酸中心。液体产物大多是C18以下的碳氢化合物。由GC和SF-3试验结果可知:脱羰反应和脱羧反应(CO2)是同时进行的,脱羧反应是催化裂化的主反应。植物油中的氧主要是通过CO2和CO形式脱除,少量的氧以H2O的形式去除。