TiO2-MnCo2O4@NF催化剂p-n异质结增强光热CO优先氧化性能研究

本文通过简易浸涂法构建TiO2与MnCo2O4@NF催化剂的p-n异质结，显著提升其在富氢气中光热CO优先氧化（CO-PROX）的催化活性。在模拟太阳光（300 mW cm?2）下，TiO2?MCO@NF-2催化剂实现91.9%的CO转化率且无需外部加热。该研究为开发高效光热协同催化体系提供新思路。

　　

Highlight

钴锰尖晶石氧化物较窄的带隙虽利于光生电子-空穴对的快速复合，但限制了其在光热CO优先氧化（CO-PROX）反应中的光催化氧化还原效率。本研究通过浸涂法在TiO₂与MnCo₂O₄@NF催化剂间构建p-n异质结，显著提升其光热CO-PROX催化活性。

材料与方法

材料

实验采用六水合硝酸钴（Co(NO₃)₂·6H₂O，99.99%）、四水合硝酸锰（Mn(NO₃)₂·4H₂O，98%）等试剂，以多孔镍泡沫（110 PPI）为载体。

催化剂合成

通过水热法合成MnCo₂O₄@NF（MCO@NF）载体后，采用浸渍-干燥法负载TiO₂纳米颗粒，通过调控浸渍次数控制TiO₂负载量。

结论

TiO₂?MCO@NF-2催化剂在模拟2.5倍太阳光下实现87.5%的CO转化率（空速60,000 mL h^-1 g^-1）。p-n异质结有效促进载流子分离，TiO₂纳米颗粒增加催化剂表面吸附氧含量，光电性能与活性氧物种协同提升催化性能。