Wenjie ZHANG
,
Shenglong ZHU
,
Ying LI
,
Fuhui WANG
材料科学技术（英文）
TiO2 thin films were prepared by DC magnetron sputtering with the oxygen flow rate higher than the threshold. The film deposited for 5 h was of anatase phase with a preferred orientation along the <220> direction, but the films deposited for 2 and 3 h were amorphous. The transmittance and photocatalytic activity of the TiO2 films increased constantly with increasing film thickness. When the annealing temperature was lower than 700℃, only anatase grew in the TiO2 film. TiO2 phase changed from anatase to rutile when the annealing temperature was above 800℃. The photocatalytic activity decreased with increasing annealing temperature.
关键词:
TiO2 film
,
null
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null
,
null
Weichang HAO
,
Feng PAN
,
Tianmin WANG
,
Shukai ZHENG
材料科学技术（英文）
The electrostatically self-assembly method is getting strategically important to prepare multilayer thin films. With careful choice of component materials, this method should allow for the preparation of multilayer thin films with a variety of excellent technological properties. TiO2/PSS multilayer thin films with ordered structure were prepared by electrostatic self-assembly method. UV-Vis-NIR spectrophotometer, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and atom force microscopy (AFM) were used to characterize the structure and performance of the multilayer films. Because electrostatically self-assembly method allows molecular-level control over the film composition and thickness, this paper studied the responding depth of photocatalytic activity of TiO2 self-assembled films in detail.
关键词:
Responding depth
,
null
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null
,
null
余长林
,
白羽
,
何洪波
,
范文宏
,
朱丽华
,
周晚琴
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61009-9
PbWO4是一类重要的半导体,广泛运用于高能物理领域无机闪烁晶体.它具有许多独特的物理性能,如衰减时间短(10 ns)、能量密度高(8.28 cm3)、低光产率(300 photons/MeV)、短辐射长度(0.9 cm)和高抗辐照损伤等. PbWO4纳米晶体的激子荧光、热荧光和其它光学性能主要取决PbWO4晶体的形貌和微观结构.目前已经合成了不同结构的PbWO4纳米/微米晶体,如四角双锥微米晶、微米球、纳米棒、纳米纺垂体等.近年来, PbWO4的光催化性能也引起人们的重视.研究发现, PbWO4晶体的光催化性能和其形貌、微观结构密切相关.如在不同形貌的十四面体、三维多尺度微米球和纳米颗粒中, PbWO4微米球表现了极高的光催化活性.此外, PbWO4微米球由于密度大,非常容易分离,从而有利于其回收利用,在循环使用时具有很高的稳定性.因此,合成具有特殊形貌的PbWO4纳米/微米晶体具有重要的理论和现实意义.此外,合成贵金属/半导体复合纳米结构是提高光催化性能的另一有效策略.在贵金属/半导体复合纳米结构中,光生电子(e–)和(h+)的复合可以在很大程度上得到抑制,因为光生e–可以快速地迁移至贵金属颗粒中心,从而加速e–和h+的分离.本文利用水热结合焙烧法首先合成了长度大于1μm的棒状PbWO4微米晶.然后利用光化学沉积法,在PbWO4微米晶表面沉积不同含量(0.5 wt%,1 wt%,和2 wt%)的Pt纳米粒子.利用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光电子能谱(XPS)、光致发光谱(PL)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)等手段对所制PbWO4和Pt/PbWO4进行了表征.表征结果表明,合成的PbWO4和Pt/PbWO4的比表面积很小(1.5–1.9 m2/g),沉积的Pt纳米粒子为金属态. UV-Vis DRS测试表明,沉积的Pt纳米粒子在光照下可以产生表面等离子共振,促进可见光的吸收.另外, PL的结果则证实Pt纳米粒子的存在还可抑制PbWO4晶体在光照下产生的光生e–和h+的分离.而XRD和高分辨TEM分析表明PbWO4微米棒的晶体生长方向为(–102)晶体方向.电子选区衍射表明,棒状PbWO4微米晶具有极高的结晶度.以氙灯为光源进行了光催化降解染料酸性橙II的光催化性能测试.结果表明,当沉积1–2 wt%Pt纳米粒子时,可使光催化活性提高2倍左右.另外, Pt/PbWO4微米棒的密度较大,非常容易进行离心分离催化剂及其循环使用.在第一次使用时酸性橙II的降解率为93%,而在第四次使用时酸性橙II的降解率仍维持在88%,表现出很好的光催化稳定性. Pt/PbWO4具有很高的光催化活性的原因,一方面是由于其具有很高的结晶度和独特的棒状结构,另一方面是由于沉积的Pt纳米粒子在光照下可以产生表面等离子共振,促进了可见光的吸收和光生e–与h+的分离.
关键词:
棒状
,
钨酸铅微米晶
,
铂纳米粒子
,
光催化活性
,
光催化稳定性
,
表面等离子体
,
电子-空穴分离
刘允昌
,
邢明阳
,
张金龙
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60093-0
以乙醇为碳源，采用操作简单的真空活化法一步实现对TiO2的Ti3+与C的共掺杂改性， TiO2用X衍线衍射、紫外-可见光谱、顺磁共振、X射线光电子能谱和红外光谱等手段表征了催化剂的结构、组成、光学性质。结果表明，经Ti3+与C共掺杂改性后的催化剂表现出高的可见光降解甲基橙活性。复合在催化剂表面的石墨可以增强催化剂对可见光的响应范围，而Ti3+与氧缺陷形成的掺杂能级则可以提高光生电子的迁移效率。实验表明，两者之间的协同作用促进了其可见光催化活性的提高。
关键词:
真空活化法
,
Ti3+掺杂
,
石墨负载
,
二氧化钛
,
光催化
张广山
,
张文
,
陈勇生
,
王鹏
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60675-5
研究了沉淀煅烧法制备的纳米级(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S2光催化剂以及产氢效率,并采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、N2吸附-脱附、紫外-可见吸收光谱等手段对催化剂进行了表征.结果表明,(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S2的结晶度、比表面积和吸收可见光能力与煅烧温度和煅烧时间有关.在可见光下,以KI为电子给体,考察了不同条件对光催化产氢能力的影响.发现在600℃煅烧5h时所制的(CuAg)0.15Ir0.3Zn1.4S2光催化剂产氢活性最高,产氢速率为1750 μmol g-1 h-1,量子效率在420±5nm达到12.8％,比未煅烧催化剂的光催化活性提高了约6倍.
关键词:
光催化剂
,
多金属复合硫化物
,
制氢
,
煅烧
,
光催化活性
,
可见光
谢伟淼
,
陈辉
,
张炫辉
,
胡仙超
,
李国华
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60569-5
以四氯化钛为钛源,针铁矿(α-FeOOH)为载体,采用水解沉淀法制备了金红石相二氧化钛(Ti2O)与α-FeOOH的复合光催化材料,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能量散射谱和X射线光电子能谱对样品进行了表征.结果表明,低温下,金红石相Ti2O包覆于α-FeOOH表面,并形成复合结构；较高温下,铁离子进入金红石相Ti2O晶格,并形成铁掺杂金红石相Ti2O纳米管；中温下,样品兼有复合和掺杂两者特征.在室温下以甲基橙为降解对象,采用钨灯+氘灯(波长200～800 nm)为光源,对样品的光催化活性进行了测试.结果表明,样品对甲基橙的光催化降解效果良好；与纯α-FeOOH和金红石相Ti2O相比,不同结构样品的光催化活性均有所提高,其中,复合兼掺杂型样品的光催化活性最高.由此可见,与α-FeOOH复合和铁掺杂是提高Ti2O光催化活性的有效途径.
关键词:
二氧化钛
,
针铁矿
,
复合材料
,
光催化性能
,
甲基橙
郑威
,
齐涛
,
张永超
,
石海英
,
田均庆
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(15)60198-6
经酸化处理的多壁碳纳米管( MWCNTs)与纳米石墨复合后沉积在FTO导电玻璃基底上制备出染料敏华太阳能电池薄膜对电极. 利用SEM﹑TEM﹑EDS与IR光谱对其进行表征. 以MgO掺杂的TiO2 薄膜为光阳极对电池通过循环伏安法( CV曲线)﹑电化学阻抗谱( EIS)和伏安特性曲线( J-V)进行光电性能分析. 结果表明:酸化处理的MWCNTs与纳米石墨复合对电极展现出优异的光催化性能,有利于电池光电性能的提高. 电池开路电压及短路电流密度分别可达 0. 53 V﹑4. 67 mA/cm2 ,其光电转换效率达到4. 10%,与铂对电极的性能相当.
关键词:
染料敏化太阳能电池
,
对电极
,
多壁碳纳米管
,
石墨
,
光催化活性
张江
,
黄正宏
,
许勇
,
康飞宇
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(11)60067-X
通过将TiO2粉末和聚乙二醇混合,随后在氮气气氛下热处理合成了炭包覆TiO2.利用粉末X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、透射电子显微镜和氮吸附对炭包覆TiO2复合物样品进行了表征,并研究了其对浓度为～1.2×10-5苯的光催化活性.结果表明:炭包覆量受热处理温度和聚乙二醇用量的影响,随着温度的升高和聚乙二醇量的减少而减少;TiO2的结晶度随着温度的升高而提高,但是炭包覆对TiO2晶体的生长有抑制作用.炭包覆锐钛矿样品比纯TiO2表现出对苯更高的光催化活性,这是由于炭吸附作用导致锐钛矿颗粒周围的苯浓度增加以及包覆炭可导致电荷的有效分离;另一个原因是锐钛矿相结晶度的提高.因此,要获得对苯具有高光催化活性的炭包覆TiO2需要综合考虑碳含量和锐钛矿晶体结构.
关键词:
二氧化钛
,
炭包覆层
,
苯
,
光催化活性
