離子摻雜燒綠石型鉭酸鈉納米材料的制備及光催化活性研究.pdf

1、光催化劑在治理有機(jī)污染物方面的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視,人們希望能找到能充分吸收利用太陽(yáng)光、催化效率高的光催化劑。具有燒綠石型鉭酸鈉的光催化活性優(yōu)于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鉭酸鈉,這為解決人類面臨的資源和環(huán)境問(wèn)題提供了廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文采用水熱法制備了燒綠石型鉭酸鈉及一系列鑭、鋅離子摻雜的鉭酸鈉,并采用XRD、SEM、UV-Vis-DRS、FTIR等表征手段研究了產(chǎn)物物相組成、結(jié)構(gòu)形貌、譜學(xué)特征和光學(xué)性能。結(jié)果表明,反應(yīng)制備過(guò)程中

2、,堿濃度是影響鉭酸鹽相結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要因素。隨著堿濃度的提高,鉭酸鈉的相結(jié)構(gòu)由燒綠石型向鈣鈦礦型轉(zhuǎn)變。隨著水熱溫度的升高,燒綠石型鉭酸鈉的結(jié)晶性提高。在堿濃度為0.1M-3M時(shí),水熱150℃、3小時(shí)下可得到純相的Na2Ta2O6。SEM電鏡圖像表明Na2Ta2O6的粒徑在10nm左右。EDS結(jié)果表明催化劑是由Na、Ta、O三種元素組成。通過(guò)UV-Vis漫反射光譜分析計(jì)算得到Na2Ta2O6的帶隙為4.51eV。在紫外光照射下,Na2Ta2

3、O6表現(xiàn)出良好的催化活性。用水熱法制備合成了鑭、鋅摻雜的燒綠石型納米鉭酸鈉催化劑。XRD分析表明,摻雜后的樣品衍射峰向高角度發(fā)生偏移。這說(shuō)明摻雜離子替代Na+離子進(jìn)入Na2Ta2O6晶格中。通過(guò)UV-Vis漫反射光譜分析計(jì)算得到摻雜后Na2Ta2O6的帶隙能較Na2Ta2O6的帶隙能低。FT-IR結(jié)果表明,摻雜后鉭酸鈉的特征峰向高波數(shù)偏移,說(shuō)明摻雜離子進(jìn)入鉭酸鈉的晶格中引起了化學(xué)鍵電荷分布的變化,導(dǎo)致振動(dòng)頻率的變化。通過(guò)光照降解亞甲基藍(lán)