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(001)面暴露的Fe掺杂TiO2多级微球催化剂的制备及其
催化性能研究
One-step preparation, characterization and visible-light
photocatalytic activity of Fe-doped TiO2 nanosheets
hierarchical spheres with a high percentage of {001} facets
摘要
采用什么方法制备了什么催化剂 Fe-TiO2NSHSs(001)是采用一步原位溶剂热法制备而成。
采用什么表征方法证明了催化剂
XRD、Raman可以看出掺杂Fe之后,依然锐钛矿型TiO2
SEM、TEM、HRTEM可以看到Fe-TiO2NSHS多级微球催化剂的形貌,纳米片的厚度, 大小,微球尺寸,(001)面的存在。
XPS证明的了
前言:
自从1972年,Fijishima和Honda等[1]研宂水在二氧化钛电极上的光致分解时发现TiO2 具有光催化性能后,TiO2因其廉价、无毒、化学性质稳定以及独特的光电效应等特点引起了人们的研究兴趣,被认为是最具研究前景且能够被广泛应用在污水处理和太PI1能转化等领域的半导体光催化剂[2'3]。丁们2具有三种晶相,其屮锐钛矿型TiO2因具有更多的表面态活性屮心表现出最好的光催化性能[4]。伴随人们对锐钛矿型TiO2光催化剂全而深入的研宄, 越来越多的研宂者发现催化剂表面所暴露的晶面是决定光催化活性和效率的一个重要因素[5]。2008年,Yang等[6]首次合成了(001)面暴露率为47%的微米级锐钛矿TiO2单晶, 锐钛矿TiO2 (001) J/m2,高于锐钛矿的(101) J/m2,而
且(001)面上Ti原子具有更低的原子配位数和更大Ti-O-Ti键角,使暴露(001)面的锐钦矿TiO2在多相反应中表现的更活泼。随后人们陆续通过采川不同的TiO2前体和表面活性剂成功制备山不同(001)面暴露率且具有不同形貌的TiO2纳米材料[7,81。最近,Lou(91 研究小组制备出具有(001)暴露率接近100%的TiO2纳米片层多级微球催化剂,利用相同的合成方法,该研宄小组所制备的磁性可回收Fe3O4-TiO2-NS [10]催化剂表现出良好的紫外光降解亚***蓝的催化活性,并将这种良好的光催化活性归功于催化剂表面大量暴露的(001)面以及高比表面积所致。
然而, ev,只对紫外光有吸收能力,限制了 TiO2 在可见光下的光催化能力。随着人们对太阳能资源有效利用的迫切需求,为了拓宽TiO2的光吸收宽度,人们通常通过采取金属(Fe[11\ Ni、Cr等)/非金属(N[12]、C、B、S等)的掺杂方式,加强TiO2的光催化降解能力,将光吸收宽度扩大至可将光区域。最近,有报道关于N[13]、S[,4\ C[l5]、F和N[I6]共掺杂到具有(001)面的锐钛矿TiO2催化剂巾,均表现出良好的可见光光催化性能。里然,关于过渡金属Fe掺杂到TiO2催化剂中的可见光催化性能研究已经报道很於11’1'但关于Fc元素掺杂的具有(001)面的锐钛矿TiO2催化剂的紫外/可见光催化性能还未有人研究。而且,多级TiO2纳米片通常