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Probing Acid–Base Properties of Anatase TiO2 Nanoparticles with Dominant {001} and {101} Facets Using Methanol Chemisorption and Surface Reactions
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2021-02-10 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c11107 Yiqing Wu 1 , Feng Gao 1 , Huamin Wang 1 , Libor Kovarik 1 , Berlin Sudduth 2 , Yong Wang 1, 2
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2021-02-10 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c11107 Yiqing Wu 1 , Feng Gao 1 , Huamin Wang 1 , Libor Kovarik 1 , Berlin Sudduth 2 , Yong Wang 1, 2
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In the present study, we investigate the surface acid–base properties of anatase TiO2 nanomaterials with dominant {101} and {001} facets via methanol titrations. Two anatase nanoparticles, TiO2(101) and TiO2(001), with well-defined morphology are prepared. TiO2(101) is predominantly enclosed by the {101} facets (>90%), and TiO2(001) contains ∼46% {001} facets and ∼54% {101} facets. Upon adsorption of methanol at 423 K, diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy measurements show that both molecular and dissociative adsorption occur on TiO2(101), while dissociative adsorption dominates on TiO2(001). During methanol temperature-programmed desorption, TiO2(001) mainly generates the acid–base product dimethyl ether and thermal cracking products CO and H2, as anticipated. In contrast, substantial amounts of formaldehyde and methane also desorb from TiO2(101), suggesting strong participation of surface defects (e.g., oxygen vacancies).
中文翻译：
使用甲醇化学吸附和表面反应探测具有显着{001}和{101}面的锐钛矿型TiO 2纳米粒子的酸碱性质
在本研究中，我们通过甲醇滴定研究了具有主要{101}和{001}面的锐钛矿型TiO 2纳米材料的表面酸碱性质。制备了两种具有明确形态的锐钛矿型纳米粒子TiO 2（101）和TiO 2（001）。TiO 2（101）主要被{101}小平面包围（> 90％），而TiO 2（001）含有约46％的{001}小平面和约54％的{101}小平面。甲醇在423 K吸附后，漫反射红外傅里叶变换光谱测量结果表明，分子和解离吸附均发生在TiO 2（101）上，而解离吸附则主要在TiO 2上（001）。如预期的那样，在甲醇程序升温脱附过程中，TiO 2（001）主要生成酸碱产物二甲醚和热裂解产物CO和H 2。相反，大量的甲醛和甲烷也从TiO 2（101）中解吸，表明表面缺陷（例如氧空位）的强烈参与。
更新日期：2021-02-25
中文翻译：
使用甲醇化学吸附和表面反应探测具有显着{001}和{101}面的锐钛矿型TiO 2纳米粒子的酸碱性质
在本研究中，我们通过甲醇滴定研究了具有主要{101}和{001}面的锐钛矿型TiO 2纳米材料的表面酸碱性质。制备了两种具有明确形态的锐钛矿型纳米粒子TiO 2（101）和TiO 2（001）。TiO 2（101）主要被{101}小平面包围（> 90％），而TiO 2（001）含有约46％的{001}小平面和约54％的{101}小平面。甲醇在423 K吸附后，漫反射红外傅里叶变换光谱测量结果表明，分子和解离吸附均发生在TiO 2（101）上，而解离吸附则主要在TiO 2上（001）。如预期的那样，在甲醇程序升温脱附过程中，TiO 2（001）主要生成酸碱产物二甲醚和热裂解产物CO和H 2。相反，大量的甲醛和甲烷也从TiO 2（101）中解吸，表明表面缺陷（例如氧空位）的强烈参与。
京公网安备 11010802027423号