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晶相组成可调的高活性可见光应答型二氧化钛纳米复合光催化材料的制备(英文)
  • ISSN号:0253-9837
  • 期刊名称:《催化学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643.3[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:中国科学院大连化学物理研究所, 中国科学院大学
  • 相关基金:supported by the Chinese Academy of Sciences for “100 Talents”Project;the National Natural Science Foundation of China (11079036);the Natural Science Foundation of Liaoning Province (20092173)~~
中文摘要:

采用新的化学溶液法,通过不同体积的钛酸四异丙酯的2-乙二醇单乙醚溶液与一定浓度的H2O2水溶液直接反应并对生成的钛过氧化配合物进行焙烧,制备了一系列TiO2光催化剂.表征发现,所得TiO2样品为金红石和锐钛矿的纳米复合晶体,改变2-乙二醇单乙醚的体积可实现金红石相比例在0~96%广范围的调变.与商业二氧化钛P-25相比,所得的TiO2紫外-可见光吸收谱出现明显红移,间隙能降低,在可见光照射下,该样品对亚甲基蓝有良好的降解活性.当2-乙二醇单乙醚的添加量为5ml时,所得样品体相中金红石相比例接近50%,其光催化活性和吸附性能最好,可分别是P-25的3倍和5倍.拉曼光谱结合X射线衍射等表征结果表明,该样品的表面仅含少量的金红石相.TiO2纳米复合晶表面晶相的组成和分布对其光催化降解亚甲基蓝的活性及其吸附能力有直接的影响.另外,TiO2纳米复合晶的缺陷浓度也是增强其光吸收能力,提高其可见光光催化活性的原因之一.

英文摘要:

A series of novel TiO2 nanocomposite crystals with superior visible‐light‐driven photocatalytic activity were successfully prepared using a soft chemical solution process involving direct reaction of aqueous H2O2 with a 2‐ethoxyethanol solution of tetraisopropyl titanate before calcination of the resulting peroxo‐titanium complexes at 500 °C for 4 h. The synthesized TiO2 samples are composed of anatase and rutile phases, and the ratio of rutile could be continuously tuned from 0 to 96% by altering the 2‐ethoxyethanol volume. There are clear red‐shifts in the UV‐Vis absorption spectra and apparent band gap narrowing for the synthesized TiO2 in comparison with Evonik P‐25. The synthesized TiO2 samples are found to be much more efficient for methylene blue degradation under visible‐light irradiation. The optimized sample (2‐ethoxyethanol: 5 ml; rutile in bulk: 46%) exhibits 5‐fold higher adsorption capacity and 3‐fold higher photocatalytic activity than those of Evonik P‐25 (λ ≥ 400 nm). Characterizations including X‐ray diffraction and Raman spectroscopy reveal that the surface of the optimized TiO2 sample only contains a small quantity of rutile. It is concluded that the surface phase composition and distribution of the TiO2 nanocomposite crystals are essential to their greatly enhanced photocatalytic activities and strong adsorption capacities. In addition, the concentration of defects existing in the synthesized TiO2 is also regarded to account for these enhanced properties.

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期刊信息
  • 《催化学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院大连化学物理研究所
  • 主编:李灿 张涛
  • 地址:大连市沙河口区中山路457号
  • 邮编:116023
  • 邮箱:chxb@dicp.ac.cn
  • 电话:0411-84379240
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9837
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1195/O6
  • 邮发代号:8-93
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖,中国科协精品科技期刊示范项目
  • 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,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),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:19199