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金属氧化物(Fe2O3,CuO,NiO)改性对TiO2纳米管阵列光电催化活性的增强效应(英文)
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:Acta Physico - Chimica Sinica
  • 时间:2012
  • 页码:1489-1496
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]浙江工商大学环境科学与工程学院,杭州310012
  • 相关基金:国家自然科学基金(20976162,21103149,20906079),浙江省自然科学基金(R5100266)及浙江省科技厅重大专项(2010c13001)资助项目
  • 相关项目:基于固态多孔杂多酸(K3PW12O40)可见光催化选择性氧化醇类化合物的研究
中文摘要:

采用阳极氧化法和阴极电沉积法制备了Fe2O3,CuO和NiO纳米粒子改性的高度有序的TiO2纳米管(TiO2-NT)阵列.运用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱等手段对Fe2O3/TiO2-NT、CuO/TiO2-NT和NiO/TiO2-NT复合电极进行表征.以苯酚为模拟污染物,考察复合电极的光电性能.结果表明,金属氧化物(Fe2O3,CuO,NiO)纳米粒子成功沉积在TiO2-NTs的管口、内壁和管底.金属氧化物改性复合电极的光电催化活性比未改性的TiO2-NTs提高了2倍以上.Fe2O3/TiO2-NTs在可见光区显示出最高的吸收强度.以Fe2O3/TiO2-NTs为阳极处理苯酚废水,光照120min后苯酚去除率达到96%,而未改性的TiO2-NTs的苯酚去除率只有41%.此外,Fe2O3/TiO2-NTs在生成低毒中间产物方面表现出良好的性能.较高的复合电极光电催化活性主要是由于TiO2纳米管和过渡金属氧化物纳米粒子间构筑的高界面面积异质纳米结构,有效地促进了电子转移,抑制了光生电子-空穴对的复合.

英文摘要:

Composite electrodes consisting of highly ordered,vertically oriented TiO2 nanotube(TiO2-NT) arrays modified with Fe2O3,CuO,and NiO nanoparticles were successfully fabricated by a simple electrochemical anodization and electrodeposition method.Field emission scanning electron microscopy(FE-SEM),transmission electron microscopy(TEM),X-ray diffraction(XRD),and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy were used to characterize the structure and optical properties of the resulting Fe2O3/TiO2-NT,CuO/TiO2-NT,and NiO/TiO2-NT composite electrodes.The photoelectrochemical(PEC) activities of the composite electrodes were evaluated using phenol as a model pollutant.Results indicated that transition metal oxide nanoparticles were deposited on the mouth,tube wall,and base of the TiO2-NTs.The PEC activity of the composite electrodes was over twice that of an unmodified TiO2-NT electrode.The Fe2O3/TiO2-NT electrode showed the highest absorption intensity in the visible light region.After treatment for 120 min,the phenol removal efficiency using the Fe2O3/TiO2-NT anode could reach 96%,while it was only 41% for the unmodified TiO2-NT anode.Moreover,the Fe2O3/TiO2-NT electrode tended to generate intermediates of low toxicity.The higher PEC activity of the composite electrodes was attributed to the presence of hetero-nanostructures with high interfacial area comprised of TiO2-NTs and transition metal oxide nanoparticles,which efficiently facilitated electron transfer and inhibited the recombination of photogenerated electron-hole pairs.

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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