Design of Cr-oxide photocatalyst loaded on zeolites and mesoporous silica as a visible-light-sensitive photocatalyst

The photocatalytic reactivities of chromium oxide (Cr-oxide) loaded on zeolites and mesoporous molecular sieves by an impregnation method have been investigated. The Cr-oxide impregnated on mesoporous silica (imp-Cr/HMS) involves tetrahedrally-coordinated Cr-oxide moieties with two terminal Cr=O. The imp-Cr/zeolite contains a mixture of tetrahedrally- and octahedrally-coordinated Cr-oxide species (Cr2O3-like cluster). In the presence of propane and O2, a partial oxidation of propane with a high selectivity for acetone formation proceeded on imp-Cr/HMS under visible light irradiation, while a low reactivity was observed on imp-Cr/zeolites. The charge transfer excited state of the tetrahedrally-coordinated Cr-oxide moieties plays a significant role in the photocatalytic reactions. To cite this article: S. Ohshiro et al., C. R. Chimie 9 (2006).

RésuméL´activité photocatalytique de l'oxyde de chrome greffé par imprégnation sur des zéolites et des tamis moléculaires mésoporeux a été étudiée. L'oxyde de chrome imprégné (imp-Cr/HMS) met en jeu des espèces tétraédriquement coordinées, avec deux liaisons terminales Cr=O. La zéolite imprégnée (imp-Cr/zeolite) contient un mélange d'oxydes de chrome coordinés tétraédriquement et octaédriquement (Cr2O3-like cluster). En présence de propane et de dioxygène, une oxydation partielle du propane en acétone, avec une sélectivité élevée, a été observée lors de l'irradiation sous lumière visible de imp-Cr/HMS, alors qu'une faible réactivité des zéolites imprégnées (imp-Cr/zeolites) a été constatée. Le transfert de charge, intervenant dans l'état excité des espèces à base d'oxydes de chrome tétraédriquement coordinés, joue un rôle significatif dans les réactions photocatalytiques. Pour citer cet article : S. Ohshiro et al., C. R. Chimie 9 (2006).