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具有分级多孔结构和光催化性质的核-壳纳米球(HP-Fe2O3@TiO2)
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O649[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]江苏大学环境学院,江苏镇江212013, [2]江苏大学化学化工学院,江苏镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金(21201085),江苏省自然科学基金(BK2012294)和江苏大学本科科研立项基金(Y11A018)资助项目
中文摘要:

通过溶剂热和溶胶.凝胶涂层法,设计并制备了具有分级多孔结构和光催化性质的核-壳纳米球(HP-Fe2O3@TiO2).透射电子显微镜(TEM)照片证明所得HP-Fe2O3@TiO2样品具备分级多孔结构,这是因为HP-Fe2O3@TiO2的内核(Fe2O3)具有大孔空隙,同时外壳(TiO2)具有介孔空隙.此外,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及氮气吸附-脱附曲线深入研究了HP-Fe2O3@TiO2的结构及其性质.分别在可见及紫外光照下,研究了样品在H2O2体系下的光催化降解亚甲基蓝(MB)的性质.所观察到的HP-Fe2O3@TiO2纳米球的光催化性能,可归因于核-壳结构的协同作用,这进一步表明,TiO2外壳对α-Fe2O3的光催化活性有重要影响作用.在可见光照射下,HP-Fe2O3@TiO2(1mLTi(OC4H9)4(TBT))具有较优异的光催化活性.同时,HP-Fe2O3@TiO2(4mLTBT)具备优异的单分散形貌,并在紫外光照射下,表现出最优的光催化活性.

英文摘要:

Core-shell photocatalysts of hierarchical porous nanospheres (HP-Fe2O3@TiO2) have been designed and prepared using solvothermal and sol-gel methods. Transmission electron microscopy (TEM) images confirm that the obtained samples have a hierarchical porous structure, which results from both the macroporous structure of the core (Fe2O3) and the mesoporous structure of the shell (TiO2). X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and nitrogen adsorption-desorption isotherms were employed to characterize the structure and properties of HP-Fe2O3@TiO2 nanospheres. We investigated the photocatalytic degradation (in the presence of H2O2) of methylene blue (MB) irradiated under visible and ultraviolet light. The observed photocatalytic performance of HP-Fe2O3@TiO2 nanospheres is attributed to the synergetic effects of the core-shell structure, which indicates that the TiO2 shell enhances the photocatalytic performance of α-Fe2O3. HP-Fe2O3@TiO2(1 mL Ti(OC, Hg)4 (TBT)) possesses the highest photodegradation reaction constant among all samples under visible light irradiation. Moreover, HP-Fe2O3@TiO2 (4 mL TBT) has an optimal monodisperse morphology and achieves high photocatalytic activity under ultraviolet light irradiation.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781