Photocatalytic H2 generation from ethanol and glucose aqueous solutions by PtOx/TiO2 composites

铂金 光催化 催化作用 水溶液 制氢 硫酸 材料科学 水解 化学工程 铂纳米粒子 无机化学 离子液体 氧化物 化学 有机化学 冶金 工程类
作者
Pavel Tkachenko,Victoria V. Volchek,Anna Yu. Kurenkova,E. Yu. Gerasimov,Pavel Popovetskiy,Igor Asanov,Irina V. Yushina,Ekaterina A. Kozlova,Danila Vasilchenko
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier]
卷期号:48 (59): 22366-22378 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2022.11.265
摘要

A new straightforward protocol for the deposition of the platinum oxide (PtO–PtO2) particles onto the TiO2 semiconductor via controllable hydrolysis of the sulfuric acid solution of Pt(IV) hydroxide was developed. The developed approach represents a simple and “green” way to prepare the supported Adams-type catalysts. In the constructed composites (PtO2·xH2O/TiO2) the Pt ionic species (hydrated PtO and PtO2 nanoparticles) weakly interact with the titania surface, but under heating the Pt–O–Ti bonds are established, resulting in the stabilization of the Pt(II) ionic state. This state dominates in the obtained catalysts PtOx/TiO2 with a low platinum loading, while at a higher Pt content the metallic Pt particles also appear. The prepared PtOx/TiO2 photocatalysts have been successfully tested in the production of hydrogen under UV light from aqueous solutions of ethanol and glucose, the products of starch biomass processing. Appreciable activity in the production of hydrogen from water/ethanol mixtures was achieved, even at a Pt content of up to 0.05%. PtOx/TiO2 photocatalysts with Pt content of 0.2–0.4 wt% have been successfully used to produce hydrogen from aqueous glucose solutions, and PtOx(0.29)/TiO2 photocatalyst has demonstrated an exceptionally high rate of H2 production per gram of platinum introduced and the quantum efficiency comparable to the highest published values.
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