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三维有序结构In掺杂TiO2薄膜的可见光催化活性
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]南开大学物理科学学院,天津300071, [2]南开大学泰达应用物理研究院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津300457, [3]中国科学院合肥物质科学研究院,合肥230031
  • 相关基金:The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (51072082,21173121,51372120,51302269)@@@@国家自然科学基金
中文摘要:

采用自组装生长聚苯乙烯胶体模板和溶胶-凝胶法,制备出三维(3D)有序结构In掺杂TiO2(IO-TiO2-In)薄膜可见光催化剂。光催化实验证明, IO-TiO2-In薄膜降解甲醛的可见光活性是TiO2和三维有序结构TiO2(IO-TiO2)薄膜的5倍。利用X射线电子衍射(XRD)谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射吸收光谱确定了催化剂的晶相结构、表面微结构和能带结构。结果表明, IO-TiO2-In薄膜具有锐钛矿型三维有序结构,与TiO2相比,增加了比表面积,提高光的利用率;掺入的In离子在薄膜表面形成In2O3和O-In-Clx (x=1,2)物种,既增强可见光的吸收,又有效地促进了光生载流子的分离,提高了光生载流子在固/气界面参加光催化反应的利用率,使催化剂的可见光催化活性显著提高。

英文摘要:

An In-doped TiO2 thin film with a three-dimensional (3D) ordered structure (IO-TiO2-In) was prepared by the self-assembly template method of polystyrene col oidal crystal growth and sol-gel method. The visible light photocatalytic activity of the IO-TiO2-In thin film for the degradation of formaldehyde is five times that of TiO2 and undoped IO-TiO2. The crystal structure, surface microstructure, and energy band structure of the catalyst were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), and ultraviolet-visible (UV-Vis) diffuse reflectance spectroscopy. The IO-TiO2-In thin film is an ordered anatase structure, which increases the specific surface area and photo efficiency, compared with those of pure TiO2. Doped In ions form In2O3 and O-In-Clx (x=1, 2) species on the surface of the thin film. This increases the absorption of visible light, and promotes the separation of photogenerated charge carriers. It improves the efficiency of photogenerated charge carriers in the photocatalytic reaction at the solid/gas interface, and significantly increases the visible light photocatalytic activity.

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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