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氧化铟掺杂的氧化镓光催化固氮性能研究
  • ISSN号:0253-2468
  • 期刊名称:《环境科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:X131[环境科学与工程—环境科学]
  • 作者机构:南京理工大学环境与生物工程学院、江苏省化工污染控制与资源化高校重点实验室,南京210094
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.51478223,51678306,51178223)
中文摘要:

成功将氧化铟掺杂到氧化镓上制备了In2O3/Ga2O3催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光光谱(PL)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)等表征手段对In2O3/Ga2O3进行了分析.同时,进一步考察了In2O3/Ga2O3的光催化固氮性能.结果表明,In2O3的引入提高了Ga2O3的光吸收性能和氧空位的比例,并且有利于其表面光生电子和空穴的分离.当In2O3/Ga2O3材料用于光催化固氮时,其最佳In2O3掺杂量为2.29%,最佳材料焙烧温度为500℃.最后,研究了空穴捕获剂种类的影响,发现在叔丁醇的体系中,In2O3/Ga2O3的光催化固氮效率最高.此外,氮源对固氮效果也存在较大影响.以空气作为氮源的光催化固氮过程因存在间接固氮过程,相对于以高纯氮气作为氮源的光催化固氮效率更高.

英文摘要:

In2O3/Ga2O3 catalysts were successfully synthesized by doping indium oxide into gallium oxide and characterized by X-ray powder diffraction(XRD),transmission electron microscopy(TEM),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),UV-vis spectra(UV-vis DRS),photoluminescence spectroscopy(PL) and inductive coupled plasmaemission spectrometer(ICP-AES).The efficiency of nitrogen photofixation over In2O3/Ga2O3 catalysts was investigated.The results showed that the introduction of In2O3 could improve the light-absorbing ability and oxygen vacancies of Ga2O3,and enhance the separation efficiency of photo-induced electron-holes.It is found that the optima doping content and calcination temperature of In2O3/Ga2O3 in nitrogen photofixation was 2.29% and 500 ℃,respectively.After evaluating the effect of hole-trapping scavengers,the nitrogen photofixation efficiency of In2O3/Ga2O3 was found to be the highest with addition of t-Bu OH as scavenger.In addition,nitrogen source also had an effect on the nitrogen photofixation performance of the catalyst.The nitrogen photofixation efficiency under the air was relatively higher than that under the high-purity nitrogen gas because of the indirect nitrogen photofixation process.

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  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2468
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1843/X
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  • 美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,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)
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