Abstract Grafted hetero bimetallic ions (Fe3+ and Zn2+ ions) / sulfated - TiO2 was synthesized by impregnation method. The effect of the cation loading, as well as the synergistic effects of the cation and anion loading on TiO2 were investigated on the photocatalytic reduction of greenhouse gases (CO2 and CH4) under UV–vis irradiation. XRD, BET, nitrogen adsorption–desorption isotherms, SEM, EDX, elemental mapping, FT-IR, UV–vis DRS analyses were applied to characterize the prepared catalysts. The results represented the excellent dispersion and successful incorporation of the elements on the catalyst surface. The XRD results confirmed that the ions have not entered the crystalline lattice of TiO2, and have remained only on the surface of the crystal. As depicted by UV–vis analysis, the band gap of catalysts decreased after the ions loading, and SO42−/Fe3+-Zn2+/ TiO2, by a band gap of about 2.1 eV, represented the most visible light photocatalytic activity among the others. The photo-activity tests revealed that the addition of SO42- to Fe3+-Zn2+/TiO2 increased the photocatalytic conversion of CO2 and CH4 from 7 % to 12 % and 10 %–15 %, respectively. Finally, the growth mechanism for the formation of the ions grafted TiO2 was clarified in detail on the chemistry concept. In addition, the possible mechanism of the catalyst performance, as well as the reaction pathways were investigated in order to better understand the removal process.

中文翻译：

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紫外-可见光照射下接枝杂双金属离子/硫酸化-TiO2对温室气体转化的协同作用

摘要 采用浸渍法合成了接枝异质双金属离子（Fe3+和Zn2+离子）/硫酸化-TiO2。研究了阳离子负载的影响，以及阳离子和阴离子负载对 TiO2 的协同作用，对紫外-可见光照射下温室气体（CO2 和 CH4）的光催化还原进行了研究。XRD、BET、氮吸附-解吸等温线、SEM、EDX、元素图谱、FT-IR、UV-vis DRS 分析用于表征所制备的催化剂。结果表明元素在催化剂表面上具有优异的分散性和成功的结合。XRD 结果证实，离子没有进入 TiO2 的晶格，仅留在晶体表面。如紫外-可见分析所示，在离子负载后催化剂的带隙减小，和 SO42-/Fe3+-Zn2+/ TiO2 的带隙约为 2.1 eV，在其他物质中代表了最高的可见光光催化活性。光活性测试表明，将 SO42- 添加到 Fe3+-Zn2+/TiO2 后，CO2 和 CH4 的光催化转化率分别从 7% 增加到 12% 和 10%–15%。最后，在化学概念上详细阐明了离子接枝二氧化钛形成的生长机制。此外，还研究了催化剂性能的可能机制以及反应途径，以更好地了解去除过程。光活性测试表明，将 SO42- 添加到 Fe3+-Zn2+/TiO2 后，CO2 和 CH4 的光催化转化率分别从 7% 增加到 12% 和 10%–15%。最后，在化学概念上详细阐明了离子接枝二氧化钛形成的生长机制。此外，还研究了催化剂性能的可能机制以及反应途径，以更好地了解去除过程。光活性测试表明，将 SO42- 添加到 Fe3+-Zn2+/TiO2 后，CO2 和 CH4 的光催化转化率分别从 7% 增加到 12% 和 10%–15%。最后，在化学概念上详细阐明了离子接枝二氧化钛形成的生长机制。此外，还研究了催化剂性能的可能机制以及反应途径，以更好地了解去除过程。