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Ag担载介孔Pb3Nb2O8光催化剂的制备及其增强的可见光催化活性表征

韩晓鹏 , 吕佳男 , 田莉 , 孔令茹 , 卢雪梅 , 梅勇 , 王绩伟 , 范晓星

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(16)62575-5

光催化技术在环境净化方面,尤其是降解有机污染物应用上表现出潜在价值.可见光响应型光催化剂具有优异的光吸收特性和高的光催化活性,因而备受人们关注并被大量研究.Pb3Nb2O8光催化剂由于其自身的稳定性以及对可见光响应的能力是一种潜在的高效光催化材料.但是,有报道表明Pb3Nb2O8光催化剂对可见光降解有机物活性较低,这主要归因于它较小的比表面积以及较高的电子-空穴复合率.为了解决这个问题,本文采用蒸发自组装技术制备了大比表面积的介孔Pb3Nb2O8,采用光沉积方式在介孔Pb3Nb2O8上负载了均匀分散的纳米Ag颗粒,并对不同焙烧温度、载Ag量以及进一步的热处理对光催化活性的影响作了深入研究.XRD结果表明,在400℃和500℃焙烧条件下获得的样品属于Pb3Nb2O8相,600℃焙烧使得介孔Pb3Nb2O8发生相变.氮气吸附-脱附表征表明,升高焙烧温度使样品比表面积从最大69 m2/g(400℃)减小到19 m2/g(600℃).透射电子显微镜分析结果表明,所获得样品具有蠕虫状介孔孔道结构,并且Ag纳米颗粒均匀分散在介孔Pb3Nb2O8表面.紫外-可见吸收光谱表明,介孔Pb3Nb2O8的吸收边拖尾到530-550 nm,担载Ag之后光吸收发生显著变化,光吸收拓展到700 nm.光催化活性测试采用可见光催化氧化脱氢异丙醇气体至丙酮反应.结果表明,在420 nm以上可见光照射下,1 h内的光催化反应过程中,采用高温固态反应制备的Pb3Nb2O8上丙酮生成速率为2.9 ppm/min,而介孔Pb3Nb2O8催化剂上最高可达55.5 ppm/min.介孔Pb3Nb2O8负载Ag之后,400℃焙烧的介孔Pb3Nb2O8光催化活性显著提高,降解速率达120.7 ppm/min.通过介孔Pb3Nb2O8和固相合成Pb3Nb2O8的光催化活性对比发现,大比表面积样品的光催化活性显著提高.这可归结为大的比表面积提供了大量的催化反应活性位点,从而提高了光催化反应活性,此外介孔材料的孔壁结构为纳米结构,有利于光生电子-空穴传输到表面参加反应.担载Ag后介孔Pb3Nb2O8的光催化活性进一步提高,主要是因为助催化剂Ag纳米颗粒促进了光生电子-空穴分离,延长了载流子寿命,从而提高了光催化活性.

关键词: 介孔 , Pb3Nb2O8 , 光催化 , 银担载 , 气相降解

戴志良、杨自鹏同志被增补为中国硅酸盐学会第六届常务理事会常务理事

硅酸盐通报

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第五届“吴仲华奖励基金”评选出获奖者

工程热物理学报

根据《吴仲华奖励基金章程》（吴奖[2010]01号），经各高校、中国工程热物理学会和中国科学院工程热物理研究所遴选和推荐，以及吴仲华奖励基金理事会评审，决定授子钟文琪、张鹏、张明明、徐纲4位青年学者“吴仲华优秀青年学者奖”，授予顾超等13位同学“吴仲华优秀学生奖”。

关键词: 基金 , 奖励 , 获奖者 , 中国科学院 , 评选 , 青年学者 , 物理研究所 , 物理学会

粉末冶金国家重点实验室

粉末冶金国家重点实验室

中国材料进展

粉末冶金国家重点实验室（以下简称实验室）依托于中南大学，是国内惟一的粉末冶金材料领域的国家重点实验室，现已发展成为我国乃至国际上从事粉末冶金高层次科研、培养高级人才、进行国内外合作科研的综合基地。中国工程院黄伯云院士现为重点实验室主任。主要研究方向：相图计算与材料设计；粉末冶金过程理论与模拟；制粉、成形、烧结与全致密化新技术应用基础研究；粉末冶金新材料制备原理与性能；先进航空刹车副用复合材料；纳米粉末及纳米晶块状材料等。其中材料的相图、相变及合金设计研究是实验室的重要研究方向之一。自1978年黄培云院士和金展鹏院士开辟该研究方向以来，相关研究工作在国际上产生了重大影响。杜勇教授作为金展鹏院士和黄培云院士培养的第一位博士，对该研究方向的发展做出了重要贡献。其团队经过10余年的创新研究，取得了一系列的重要成果。

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