Page 132 - 《精细化工》2021年第5期

·986· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

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[5]
比负载前提高了~22%，TOF 值达到 0.046 h 。尽管 KAVIL 等 制备了 Cu-C/TiO 2 纳米颗粒，在
CuO 在 TiO 2 表面负载可以提高可见光的吸收及催化 0.2 mol/L NaOH 溶液中光催化还原 CO 2 ，自然光照
剂的光催化性能，但由于覆盖了 TiO 2 表面的活性位， 射下 5 h 后甲醇产率为 885 μmol/g-cat。ALBO 等 [26]
甲醇产率提高幅度并不大。比较这两个催化剂在光 制备了 Cu/TiO 2 纳米粒子，以 1200 mW UV LED 灯
为光源，在 0.5 mol/L KHCO 3 水溶液中反应，甲醇
催化反应中甲醇产率，可知气凝胶中的 CuO 对 TiO 2
光催化性能提高更显著。在相同反应条件下，有牺 产率为 230.3 µmol/(g-cat·h)。GUSAIN 等 [27] 在以乙
牲剂存在时（0.2 mol/L EDA），CuO-SiO 2 @TiO 2 /CuO 二 胺为牺 牲剂 的条件 下利 用还原 氧化 石墨 烯
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甲醇的产率为 2103.0 μmol/g-cat，TOF 为 0.061 h 。 (RGO)-CuO 纳米复合材料进行 CO 2 光催化实验，以
20 W LED 泛光灯为光源，反应 24 h 后甲醇产率为

1228 μmol/g-cat。对比类似催化剂在光催化还原 CO 2
反应中的性能发现，所制备的 CuO-SiO 2 @TiO 2 /CuO
催化剂在无牺牲剂存在下也能获得比较优异的光催
化效果。
为了验证纳米纤维在可见光催化 CO 2 还原反应
中的稳定性，对催化剂进行循环实验，结果见图
10A。图10B 为 CuO-SiO 2 @TiO 2 及 CuO-SiO 2 @TiO 2 /CuO
经过 4 次光催化循环实验后的 SEM 图。从图 10A
可以看出，纳米纤维在氙灯照射下进行 4 次光催化
循环反应后，催化剂仍保持良好的催化性能〔4 次
循环后催化剂的保留率（4 次循环实验后催化剂质
量与未进行催化实验前催化剂质量的百分比）为
94%〕，CuO-SiO 2 @TiO 2 及 CuO-SiO 2 @TiO 2 /CuO 的
甲醇产率分别为 1199.0 及 1472.0 μmol/g-cat，TOF
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分别为 0.035 及 0.042 h 。从图 10B 中可以看到，
纳米纤维的形貌基本保持不变，但是在搅拌下也有
少量的纤维发生了断裂。

图 8 CuO-SiO 2 @TiO 2 及 CuO-SiO 2 @TiO 2 /CuO 催化 CO 2
合成甲醇的产率（a）及其对应的 TOF 值（b）
Fig. 8 Yields of methanol over the TiO 2 nanofibers in
photocatalytic reduction of CO 2 (a) and the
corresponding TOF values (b)

a—CuO-SiO 2@TiO 2；b—CuO-SiO 2@TiO 2/CuO
图 10 CuO-SiO 2 @TiO 2 及 CuO-SiO 2 @TiO 2 /CuO 催化循

环性能（A）及其循环实验后的 SEM 图（B）
图 9 CuO-SiO 2 @TiO 2 /CuO 的光催化机理 Fig. 10 Cyclic performances (A) and SEM images (B) of
Fig. 9 Photocatalytic mechanism of CuO-SiO 2 @TiO 2 /CuO CuO-SiO 2 @TiO 2 and CuO-SiO 2 @TiO 2 /CuO