钕掺杂对纳米TiO2光催化分解水制氢活性的影响

催化学报 , 2006, 27(3): 203-209.

钕掺杂对纳米TiO2光催化分解水制氢活性的影响

黄翠英 ^1, , 由万胜 ^2, , 党利琴 ^3, , 雷志斌 ^4, , 孙振刚 ^5, , 张澜萃 ^6,

1.辽宁师范大学化学化工学院功能材料化学研究所,辽宁大连,116029

2.辽宁师范大学化学化工学院功能材料化学研究所,辽宁大连,116029;中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室,辽宁大连,116023

3.辽宁师范大学化学化工学院功能材料化学研究所,辽宁大连,116029

4.辽宁师范大学化学化工学院功能材料化学研究所,辽宁大连,116029;中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室,辽宁大连,116023

5.辽宁师范大学化学化工学院功能材料化学研究所,辽宁大连,116029

6.辽宁师范大学化学化工学院功能材料化学研究所,辽宁大连,116029

基金项目: 中国科学院资助项目(20273070) 辽宁省博士科研项目(20031059) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2003CB214500) 辽宁省大连市优秀人才基金

关键词：钕 , 氧化钛 , 光催化 , 水分解 , 氢气

Effect of Nd3+ Doping on Photocatalytic Activity of TiO2 Nanoparticles for Water Decomposition to Hydrogen

采用溶胶-凝胶法制备了一系列纳米TiO2和掺杂Nd3+ 的纳米TiO2光催化剂,并通过XRD, UV-Vis, TEM和N2吸附等技术对其进行了表征和分析,考察了样品光催化分解水制氢的活性. 结果表明, Nd3+的掺杂使TiO2的相变温度从600 ℃提高到800 ℃, 同时有效抑制了TiO2的粒径增长,提高了粒子的分散性和样品的比表面积, Nd3+掺杂量越大,催化剂的比表面积越大. 掺杂Nd3+ 后, TiO2的光催化制氢活性提高,本实验中Nd3+的最佳掺杂量为0.1%, 此时催化剂的活性比未掺杂TiO2提高了3.5倍. 随着焙烧温度升高, TiO2和Nd3+/TiO2样品的光催化活性均下降,但同时一定量的金红石相与锐钛矿相共存所产生的协同效应也使样品的光催化活性有所提高.

参考文献

[1]	Fujishima A;Honda K .[J].Nature,1972,238(5358):37.
[2]	Asahi R;Morikawa T;Ohwaki T;Aoki K,Taga Y .[J].Science,2001,293(5528):269.
[3]	Khan S U M;Al-Shahry M;Ingler W B Jr .[J].Science,2002,297(27):2243.
[4]	Naito S .[J].Canadian Journal of Chemistry,1986,64(09):1795.
[5]	Karakitsou K E;Verykios X E .[J].Journal of Physical Chemistry,1993,97(06):1184.
[6]	Kiwi J;Morrison C .[J].Journal of Physical Chemistry,1984,88(25):6146.
[7]	Kato H;Kudo A .[J].Journal of Physical Chemistry B,2002,106(19):5029.
[8]	Xu A W;Gao Y;Liu H Q .[J].Journal of Catalysis,2002,207(02):151.
[9]	Spurr R A;Myers H .[J].Analytical Chemistry,1957,29(05):760.
[10]	王九思,宋光顺,马艳飞.掺金属离子纳米TiO2光催化降解有机污染物[J].兰州交通大学学报,2004(04):34-36.
[11]	Wang YQ.;Zhang L.;Hao YZ.;Ma JM.;Xu B.;Li WH.;Cheng HM. .The preparation, characterization, photoelectrochemical and photocatalytic properties of lanthanide metal-ion-doped TiO2 nanoparticles[J].Journal of molecular catalysis, A. Chemical,2000(1/2):205-216.
[12]	菅盘铭,夏亚穆,李德宏,王晓燕.掺杂TiO2纳米粉的合成、表征及催化性能研究[J].催化学报,2001(02):161-164.
[13]	He C;Yu Y;Hu X F;Larbot A .[J].Journal of the European Ceramic Society,2003,23(09):1457.
[14]	Ding X Z;Liu X H;He Y Z .[J].Journal of Materials Science Letters,1996,15(20):1789.
[15]	Lin J;Yu J C .[J].Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry,1998,116(01):63.
[16]	Ford W E;Rodgers M A J .[J].Journal of Physical Chemistry B,1997,101(06):930.
[17]	Yin Sh;Hasegawa H;Maeda D;Ishitsuka M,Sato T .[J].Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry,2004,163(1-2):1.
[18]	Choi W;Termin A;Hoffmann M R .[J].Journal of Physical Chemistry,1994,98(51):13669.
[19]	杨秋景,徐自力,谢超,薛宝永,杜尧国,张家骅.铕掺杂对纳米TiO2的光催化活性的影响[J].高等学校化学学报,2004(09):1711-1714.
[20]	Bickley R I;González-Carreno T;Lees J S;Palmisano L,Tilley R J D .[J].Journal of Solid State Chemistry,1991,92(01):178.
[21]	Tanaka K;Capule M F V;Hisanaga T .[J].Chemical Physics Letters,1991,187(1-2):73.

上一张下一张

计量

下载量()
访问量()

作者相关

文章评分

您的评分：
1

0%
2

0%
3

0%
4

0%
5

0%

材料期刊网