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高活性异质结TiO2/SrTiO3纳米管阵列及其光电催化性能
  • ISSN号:0493-2137
  • 期刊名称:《天津大学学报:自然科学与工程技术版》
  • 时间:0
  • 分类:O614.4[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]天津大学环境科学与工程学院,天津300072, [2]西藏大学理学院,拉萨850000, [3]天津大学化工学院,天津300072
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2012CB720100);天津市自然科学基金资助项目(13JCQNJC05700);中国博士后科学基金资助项目(2013M541180).
中文摘要:

首先通过阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列薄膜,以TiO2纳米管为初始反应物和模板,在Sr(OH)2溶液中水热反应,然后热处理,合成了异质结TiO2/SrTiO3 纳米管阵列.采用X 射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、场发射透射电子显微镜(FE-TEM)、X 射线光电子能谱(XPS)和激光拉曼(Raman)光谱测试手段对样品进行表征.最后通过紫外光照下亚甲基蓝(MB)的降解速率,评估异质结TiO2/SrTiO3光电催化活性.结果表明:部分TiO2发生原位取代在高度有序的纳米管表面形成了SrTiO3,并促使TiO2 锐钛矿(004)晶面的取向生长;与纯TiO2 纳米管相比,该异质结TiO2/SrTiO3活性提高非常明显,特别是阳极氧化2 h异质结TiO2/SrTiO3,光电催化15 min,MB降解率高达99.66%.此外,讨论了异质结纳米管长度对光电性能的影响.本文所提出的合成异质结TiO2/SrTiO3 纳米管阵列的方法,为异质结TiO2/ATiO3(A=Ca、Ba等)复合材料的合成提供了基础.

英文摘要:

Firstly, TiO2 nanotube arrays films were prepared by anodization,subsequently,heterostructure TiO2/SrTiO3 nanotube arrays were fabricated in Sr(OH)2 hydrothermal solution using TiO2 nanotubes as both an initial re-actant and a “structure-template” and then undergoing calcination. The heterostructure TiO2/SrTiO3 nanotube arrays were characterized via X-ray diffraction(XRD), field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), field emis-sion transmission electron microscopy(FE-TEM), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and Raman spectros-copy. The photoelectrocatalytic activity of the heterostructure TiO2/SrTiO3 was investigated by measuring the degrada-tion rate of methylblue(MB) under ultraviolet light. Results show that some TiO2 has gone through in situ replace-ment and been converted into SrTiO3 on the surface of the highly ordered nanotubes, promoting the growth of anatase TiO2(004) facets. Compared with the pure TiO2 nanotubes, the heterostructure TiO2/SrTiO3 exhibits excellent photo-electrocatalytic activity. The optimal activity is displayed by the heterostructure TiO2/SrTiO3 anodized for 2 h(MB degradation efficiency for 99.66%). In addition, the impact of the length of heterostructure on photoelectrocatalytic activity has been discussed. The proposed method for the synthesis of the heterostructure TiO2/SrTiO3 nanotube arrays provides the basis for the synthesis of the heterostructure TiO2/ATiO3(A= Ca, Ba, etc) composite materials.

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期刊信息
  • 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:
  • 主办单位:天津大学
  • 主编:单平
  • 地址:天津市南开区
  • 邮编:300072
  • 邮箱:
  • 电话:022-27403448
  • 国际标准刊号:ISSN:0493-2137
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1127/N
  • 邮发代号:6-27
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,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)
  • 被引量:6410