用添加的TiO2纳米带的光催化活性起源
Jin Wang1, De Nyago Tafen, James P Lewis
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, WVNano Initiative, West Virginia University, Morgantown, West Virginia 26506-6106, USA.
Journal of the American Chemical Society
|August 27, 2009
概括
这项研究揭示了受的泰坦尼亚纳米带由于受而表现出可见光光催化作用. 然而,氧空位和Ti3+) 种,虽然增强可见光吸收,但可以通过促进电子孔重组来阻碍整体光催化效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 光催化作用的光催化
背景情况:
- 泰坦 (TiO2) 是一种广泛研究的光催化剂,主要在紫外线下活跃.
- 在可见光下增强TiO2光催化活性对于更广泛的应用至关重要.
- 兴奋剂是一种扩大TiO2吸收到可见光谱的常见策略.
研究的目的:
- 为了阐明酸纳米带的光催化机制.
- 调查兴奋剂和氧气空缺对电子结构和光学属性的作用.
- 为了将材料特性与紫外线和可见光下的光催化活性相关联.
主要方法:
- 通过水热处理和氨热处理合成酸纳米带.
- 使用X射线光电子谱学 (XPS) 进行表征.
- 使用密度函数理论 (DFT) 计算进行理论分析.
主要成果:
- 增加的含量和氧空隙度与更高的氨处理温度.
- 兴奋剂引入局部N 2p水平和Ti 3+) 状态,将光吸收扩展到可见区域.
- 观察到可见光光催化活性,源于N 2p水平,但紫外线活性下降.
- 氧气空缺和Ti3+) 物种充当了重组中心,降低了整体光催化效率,尽管它们有助于可见光吸收.
结论:
- 兴奋剂有效地将纳米带的光吸收转移到可见光谱中.
- 兴奋剂,氧空缺和Ti3+) 种之间的相互作用决定了光催化性能.
- 优化兴奋剂和缺陷度至关重要,以平衡可见光吸收并最大限度地减少电荷载体重组,以增强光催化.
