李晓苇
,
陈瑞雪
,
崔彤
,
卢琪
,
张华艳
,
袁小先
,
刘泽鑫
,
李玲
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2015.05.002
本文首次以自制的B/S/TiO2粉末颗粒为原料采用水热法制备出了B/S/TiO2纳米管,再使用巯基乙酸为双管能链连接B/S/TiO2纳米管(B/S/TNTs),最终制得一种新型.PbS量子点复合的B/S/TiO2纳米管(PbS/B/S/TNTs)材料.使用X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计以及X射线光电子能谱仪等对样品晶型、形貌、光谱吸收范围和表面进行了表征.结果表明少量B和S掺杂对TiO2晶型、形貌没有影响,PbS/B/S/TNTs吸收光带边相对于纯TNTs明显红移,提高了样品对太阳光的利用率.在λ>420nm的光照下,使用酸性红3R染料对样品光催化特性进行研究,表明PbS/B/S/TNTs光催化性能明显高于PbS/TNTs.
关键词:
光催化
,
B/S/TiO2纳米管
,
PbS量子点
,
PbS/B/S/TNTs
王剑
,
王猛
,
熊吉如
,
陆春华
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(15)60195-0
采用高温热剥离和溶剂热过程分别还原氧化石墨和氧化石墨制备出石墨烯,进一步使用所合成的石墨烯与P25通过一步水热过程合成出石墨烯/P25复合材料。样品的光催化活性通过可见光下降解罗丹明B进行评测,其中P25和热剥离还原得到的石墨烯复合比P25和溶剂热还原的石墨烯复合显示出更优异的光催化活性,这是由于热剥离还原的石墨烯具有更高的还原度和更强的电子—空穴分离效率所致。进一步在不同温度下通过热剥离法制备了还原石墨烯,探讨的石墨烯/P25复合材料的光催化活性。较高的剥离温度有利于石墨烯还原程度的改善,导致光催化活性的提高。
关键词:
光催化
,
降解
,
P25
,
热剥离
,
石墨烯还原度
王宏智
,
卢敬
,
姚素薇
,
张卫国
电镀与精饰
doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2014.07.001
以SeO2为硒源,以阳极氧化铝为模板,采用电化学方法对SeO2在碱性电解液中的还原过程进行了分析,确定了控电位制备CdSe纳米线的沉积电位和镀液组成,并分析了其沉积机理.在此基础上,以阳极氧化铝为模板,通过控电位法成功获得CdSe纳米线阵列.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X-射线衍射对所制备的材料进行了形貌和结构表征.扫描电镜形貌分析表明,CdSe纳米线阵列高度有序、直径均一;直径约100 nm,与模板孔径一致.X-射线衍射测试表明,所制得的CdSe纳米线为立方晶型.光电性能测试表明,CdSe纳米线阵列电极的开路电位差值为324.8 mV,高于CdSe薄膜(125.5 mV);光催化降解罗丹明B测试表明,5h后,CdSe纳米线的降解率达94.29%,强于CdSe薄膜(52.03%).
关键词:
AAO
,
CdSe纳米线
,
电沉积
,
光电响应
,
光催化
Maxwell Selase Akple
,
刘敬祥
,
秦志扬
,
S. Wageh
,
Ahmed. A. Al-Ghamdi
,
余家国
,
刘升卫
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60989-5
化石能源的使用可产生大量CO2,带来严重的温室效应。光催化CO2还原生产太阳燃料技术既有望缓解温室效应,又可以将低能量密度的太阳能转化为高能量密度的化学能储存起来方便使用。高效光催化材料的开发是发展光催化技术的关键。迄今,在已开发的所有半导体光催化材料中, TiO2仍是广泛研究的明星材料。在实际使用中, TiO2的光催化效率仍受限于其极弱的可见光利用率和较高的电子-空穴复合几率。近年来,越来越多的研究表明TiO2的结构与形貌特征极大地影响其光催化效率。尤其, TiO2的外露晶面设计与晶面效应研究引起了广泛关注。由于具有较高表面能和较多表面不饱和键,起初大多数理论和实验研究认为锐钛矿TiO2(001)晶面是光催化活性晶面。后来,越来越多研究表明并非锐钛矿TiO2(001)晶面的暴露比例越高其光催化活性就越高。最近,我们发现锐钛矿TiO2(001)晶面与(101)晶面在调控光催化CO2还原性能上具有良好的协同效应。密度泛函理论计算表明,锐钛矿TiO2的(001)晶面与(101)晶面的能带结构有差异,(001)晶面的导带位置相对于(101)晶面而言较高,而(101)晶面的价带位置相对于(001)晶面而言较低。基于此我们提出,具有合适比例的锐钛矿TiO2的(001)晶面与(101)晶面的交界处可以形成最佳的表面异质结或晶面异质结。表面异质结的形成导致光生电子倾向于向(101)扩散,光生空穴倾向于向(001)扩散,从而促进光生电子-空穴分离,降低光生电子-空穴复合几率。在此工作基础上,我们直接以氮化钛为原料,氢氟酸为添加剂,通过简单的水热反应一步合成了氮自掺杂的TiO2微米片。利用X射线粉末衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、氮气吸附-脱附以及电化学阻抗谱等方法手段对所制备的光催化剂进行了基本结构与理化性质表征分析,并研究了其可见光光催化CO2还原性能。电镜照片结果表明,我们所制备的氮自掺杂锐钛矿TiO2微米片的(001)晶面与(101)晶面比例分别为65%和35%。基于我们前期研究结果, TiO2微米片的(001)晶面与(101)晶面可以形成表面异质结,具有良好的电荷分离效率,这也得到了电化学阻抗谱研究结果的证明。同时,由于N的原位掺杂,所制备的TiO2微米片具有优异的可见光捕获能力。由于可见光利用效率增强与光生电子-空穴分离效率提高这两方面的综合作用,所制备的氮自掺杂TiO2微米片具有非常好的可见光光催化CO2还原制甲醇性能,比商用P25及氮掺杂TiO2纳米粒子等参考样品的可见光光催化性能更优异。研究表明,通过原位自掺杂方法与晶面设计方法相结合,可以同时改善TiO2的可见光利用效率和光生电子-空穴分离效率,优化TiO2的可见光光催化性能,这也为后续开发新型高效光催化材料提供了新思路。
关键词:
氮自掺杂
,
二氧化钛
,
(001)晶面
,
二氧化碳还原
,
表面异质结