二氧化钛晶面调控钒钛催化剂界面结构与催化性能研究

我组李勇研究员、申文杰研究员等与美国亚利桑那州立大学(Arizona State University)刘景月教授合作，在TiO₂形貌可控合成和VOx/TiO₂界面结构及其催化性能研究方面取得新进展，研究成果以通讯形式发表在《材料化学》(J. Mater. Chem. A)上。

该工作采用水热方法成功制备了纳米纺锤体(暴露74% {001} 晶面)和纳米片(暴露81% {101} 晶面)两种金红石TiO₂，进一步负载单层分散的钒氧化物获得VOX/TiO₂催化剂。NO的NH₃选择性催化还原(SCR)反应测试结果表明，纳米片负载的VOX/TiO₂催化剂上的反应活性(TOF=1.90×10^-3S^-1)远高于纳米纺锤体负载的催化剂(TOF=7.82×10^-4S^-1)。研究发现，钒氧物种在{001}晶面上主要以八面体结构存在，而在{101} 晶面上主要以四面体形式存在,八面体钒氧物种比四面体钒氧物种具有更高的催化活性。该工作通过控制TiO₂载体的形貌调控晶面选择性暴露，并研究了TiO₂晶面结构对VOX/TiO₂界面结构和催化反应新能的影响，为发展新结构高性能NH₃选择性催化还原脱硝催化剂提供了新思路。

该研究得到了国家自然科学基金委相关项目的资助。