用于有氧醇氧化的形态可控TiO2负载等离子体金纳米粒子的合成

摘要： 在本研究中，我们报道了负载于二氧化钛载体材料上的纳米级金（Au）颗粒的合成。通过调控二氧化钛载体的形貌，制备了棒状、管状及微孔结构材料，并研究了不同形貌二氧化钛表面沉积等离子体金纳米颗粒（NPs）的效应。采用UV-vis光谱、N2物理吸附分析、透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）等多种表征技术对催化剂进行系统分析，深入探究了材料的织构特性、形貌特征及电子状态。在373K常压条件下，我们测试了以分子氧为氧化剂将苯甲醇选择性氧化为苯甲醛的反应性能。对比研究了热反应条件与可见光照射（λ > 420 nm）下的反应结果（373K）。其中Au/TiO2纳米棒催化剂展现出最优性能：无光照条件下苯甲醛产率达33%；在可见光照射（λ ≥ 420 nm）下反应4小时，苯甲醛产率达55%且外量子效率为3.4%。催化性能的提升归因于金纳米颗粒的表面等离子体共振（LSPR）效应，研究还讨论了反应过程中热电子生成的可能反应机理。