利用圣罗勒叶提取物实现MO2和Ag/MO2（其中M=Ce和Ti）纳米材料的绿色合成及其在CO氧化中的应用：对表面相互作用的探究

MO?和Ag/MO?（M=Ce,Ti）纳米催化剂通过薄荷叶提取液绿色合成，Ag负载后晶粒尺寸增大、晶格应变降低，表面氧空位浓度和电子转移效率提升，CO氧化活性增强（T50分别为264和360°C），机理符合Mars–van Krevelen模型。

　　

摘要

本研究利用圣罗勒（Ocimum sanctum）叶提取物通过绿色合成方法，探讨了MO₂和Ag/MO₂（M = Ce和Ti）纳米颗粒的催化性能。通过叶提取物和最终样品的傅里叶变换红外（FTIR）分析，证实了槲皮素黄酮类化合物的作用。X射线衍射（XRD）分析证实了所有样品的纯相性；加入银后，晶粒尺寸增大，晶格应变减小。Ag/TiO₂表现出明显的结构变形和相变，这可能是由于Ag与TiO₂晶格位点之间的相互作用所致。Brunauer–Emmett–Teller（BET）表面面积测定结果显示，加入银后孔隙率和表面积均有所下降，这归因于纳米颗粒的生长过程（符合Ostwald熟化理论）。扫描电子显微镜（SEM）分析进一步证实了颗粒的聚集现象及形态异质性，进一步证明了银掺入引起的结构变化。X射线光电子能谱（XPS）分析确认了Ce、Ti、Ag和O元素以不同氧化态存在；其中Ag/TiO₂中Ag的部分氧化导致了晶格畸变和表面活性的增强。催化性能评估表明，Ag/TiO₂（T_{50% = 360°C）和Ag/CeO2（T50% = 264°C）体系的CO氧化活性有所提高，这归因于氧空位浓度的增加、电子转移效率的改善以及表面活性的增强。所提出的负载催化剂的反应机理为Mars–van Krevelen机理。这些发现强调了银的分散状态和结构完整性在提升金属氧化物负载催化剂CO氧化性能方面的重要性。这些研究结果为设计高效、可持续的空气净化和能源转换用催化剂提供了思路。}

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究工作的个人关系。