Rapid proton exchange between surface bridging hydroxyls and adsorbed molecules on TiO2

吸附 分子 化学 红外光谱学 光催化 光化学 甲醇 桥接(联网) 化学物理 无机化学 物理化学 催化作用 有机化学 计算机网络 计算机科学
作者
Yukun Zhao,Tao Shi,Jinting Shang,Liyong Ding,Xingzhong Cao,Chuncheng Chen,Jincai Zhao
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:277: 119234-119234 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2020.119234
摘要

Understanding the interactions of adsorbed molecules with TiO2 surfaces is important for diverse applications, such as photocatalysis and self-cleaning surfaces. Herein, we investigated the interactions of adsorbed molecules with surface sites on TiO2. The 1H NMR spectra showed that surface healing led to an interesting upfield shift in the chemical shifts of hydroxyls of adsorbed molecules, which is caused by rapid proton exchange between the defect-involved bridging hydroxyls and adsorbed molecules. Infrared spectroscopy confirmed that surface healing decreases the number of surface hydroxyl groups and enhances the number of non-defective surface Ti sites required for methanol adsorption. Therefore, we proposed that undissociative adsorption of methanol is the preferential interaction mode with the non-defective sites of the TiO2 surface but dynamic equilibrium between dissociative and undissociative adsorption exists around surface defect sites. The increase in non-defective surface sites enhanced the surface ζ potential and hindered interfacial electron transfer activity.
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