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Photocatalytic performance of K2Ti6O13 whiskers to H2 evolution and CO2 photo-reduction

DOI:10.1016/j.jechem.2018.11.014 期刊:Journal of Energy Chemistry 出版年份:2018 更新时间:2025-09-10 09:29:36
摘要: K 2 Ti 6 O 13 whiskers were synthesized by conventional sol-gel method, sono-chemical assisted and microwave assisted sol-gel method in order to obtain catalysts with different particle sizes and to modify their optical, textural and electrochemical properties. These modifications improved their photocatalytic activity for H 2 evolution and CO 2 photo-reduction. Long K 2 Ti 6 O 13 whiskers prepared by ultrasound assisted sol-gel method are the most active photocatalysts for the hydrogen evolution reaction using pure water as reactant (U-SG, 10,065 μmol g ?1 ). In contrast, an opposite behavior was observed using a mixture of ethanol-water, where the highest activity was achieved by the shortest and less crystalline K 2 Ti 6 O 13 whiskers (C-SG, h32871 μmol g ?1 ). In case of CO 2 photo-reduction, long whiskers that were also prepared by the sono-chemical assisted sol-gel method were the most active to transform CO 2 to formaldehyde, methane, methanol and hydrogen. The E FB value of this catalyst is located very close to the potential for formaldehyde production and favors the selectivity to this organic product.
作者: L. F. Garay-Rodríguez,L. M. Torres-Martínez,E. Moctezuma
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To evaluate K 2 Ti 6 O 13 whiskers synthesized under different conditions for hydrogen evolution reaction and CO 2 photo-reduction in order to relate physicochemical properties that depend on the synthesis method to their photocatalytic performance.

The crystallinity and whisker length obtained as a result of ultrasonic cavitation and thermal treatment allowed a lower charge transfer resistance and reduced the rate of charges recombination obtaining a better performance of these samples in both processes. Higher selectivity to formaldehyde production was observed in CO 2 photo-reduction.

The technical and application constraints of the experiments include the thermodynamic limitation for chemical conversion of CO 2 and the need for UV irradiation for activation.

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