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C-N共掺杂纳米TiO2的制备及其光催化制氢活性
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]复旦大学材料科学系,上海200433
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(863)(2006AA052121)、国家自然科学基金(20673028)、上海市浦江人才计划(2006年D类)、上海市重点学科建设资助项N(B113)及福建省福州大学光催化重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地项目(K-081018)资助
中文摘要:

采用TiCN粉末在空气气氛中不同温度下焙烧制得C-N共掺杂的纳米TiO2光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)以及X射线光电子能谱(XPS)等手段对其进行了表征.XRD和XPS结果表明,TiCN中的C和N元素可以被。取代得到C—N共掺杂的TiO2.DRS结果表明,所制得的C-N共掺杂的TiO2在可见光区域比P25表现出更强的光吸收性能.以Na2S—Na2SO3体系为牺牲剂,分别考察了不同温度下焙烧得到的C—N共掺杂的TiO2光催化分解水产氢的活性.结果表明,550℃焙烧得到的C-N共掺杂的TiO2在紫外光照射下具有最高的光解水产氢活性,产氢速率为41.1μmol·h^-1,大于P25的光解水产氢活性(26.2μmol·h^-1).在紫外-可见光照射下,光解水产氢速率仅为0.2μmol·h^-1,这可能是由于C—N掺杂引起的可见光范围的吸收对光催化分解水产氢活性的贡献较小.

英文摘要:

Carbon-nitrogen co-doped titanium dioxide (TiO2) nanoparticles were synthesized by calcining titanium carbonitride (TiCN) powder in air at different temperatures. The as-prepared powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). XRD and XPS results showed that nitrogen and carbon in the TiCN lattice could be replaced by oxygen through calcining the TiCN powder in air. Stronger light absorption in both the UV and visible light region was observed for the as-prepared powders compared to commercial P25 from the DRS results. The photocatalytic hydrogen evolution performance over both the as-prepared catalysts and P25 was tested using Na2S- Na2SO3 as a sacrificial electron donor under UV and UV-Vis light irradiation. The highest photocatalytic activity was observed for CN-TiO2 obtained from TiCN and calcined at 550 ℃. The hydrogen evolution rate reached 41.1 μmol·h^-1, which is higher than that from P25 (26.2μmol·h^-1). This may be caused by a synergistic effect between doped C and N elements. Under UV-Vis light illumination, the highest hydrogen evolution rate was 0.2μmol·h^-1, which may be due to a minor contribution of visible light absorption to water photo-splitting for hydrogen production.

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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)
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