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N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O648[理学—物理化学;理学—化学] O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]南开大学物理学院,天津300071, [2]南开大学泰达应用物理学院,天津300457
  • 相关基金:国家自然科学基金(50872056)资助项目
中文摘要:

以ZnO纳米柱阵列为模板,采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列.扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明:两种阵列的纳米管均为六角形结构,直径约为100nm,壁厚约为20nm;在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中,掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面,仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置;表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化,增强了纳米管阵列的光吸收效率,促进了光生载流子的分离.光催化实验结果表明,N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.

英文摘要:

TiO2/ZnO and N-doped TiO2/ZnO composite nanotube arrays were synthesized by the sol-gel method using ZnO nanorod arrays as a template.Scanning electron microscopy (SEM),X-ray photoelectron spectroscopy (XPS),and diffuse reflectance UV-Vis spectroscopy (UV-Vis) were used to characterize the samples.The nanotubes had a uniform hexagonal shape.The diameter and wall thickness of the nanotubes were about 100 nm and 20 nm,respectively.Some N dopants were substitutionally doped into the TiO2 lattice,while the N-Ox,N-C,and N-N were chemically absorbed onto the surface of the TiO2/ZnO composite nanotubes.Dopant-induced narrowing of the bandgap resulted from the doping of N ions into the TiO2 lattices.The surface N species enhanced the visible-light response and promoted the separation of photogenerated carriers.Compared with the TiO2/ZnO composite nanotube arrays,the NTiO2/ZnO composite nanotube arrays exhibited higher 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