基于鐵氧化物的功能雜化材料的設(shè)計(jì)、合成及其光催化性質(zhì)研究.pdf

1、近年來(lái)，光催化降解環(huán)境中的污染物及毒物已受到人們的高度關(guān)注。眾所周知，改性催化劑可有效提高其光催化活性，其中調(diào)控其結(jié)構(gòu)與組成是探索新型光催化材料的有效途徑。目前，此方面的研究已被大量報(bào)道，比如金屬硫化物，金屬氧化物和金屬有機(jī)化合物。相對(duì)而言，金屬氧化物具有可調(diào)帶寬，無(wú)毒，價(jià)廉的特性，因此其被應(yīng)用于光催化領(lǐng)域。另一方面，α-Fe2O3具有磁性可分離性，環(huán)境友好性及易得性，已經(jīng)成為研究最為廣泛的催化劑之一。此外，2.2eV的能級(jí)帶寬使得α-

2、Fe2O3同時(shí)還具有可見(jiàn)光響應(yīng)性質(zhì)。
　　 由于電子遷移可以加速電子空穴對(duì)的重組，但是α-Fe2O3的電子遷移率較低（一般0.01cm2·V-1s-4至0.1cm2·V-1s-5），因此其催化活性不高，限制了其應(yīng)用。而TiO2具有化學(xué)穩(wěn)定性，環(huán)境友好性及較高的活性，使其被廣泛地用在光催化領(lǐng)域。由于其能帶寬度是3.2eV，因此只對(duì)紫外光(波長(zhǎng)小于387nm)響應(yīng)，而對(duì)可見(jiàn)光的利用率卻很低?？偟膩?lái)說(shuō)，光生載流子的高分離效率和半導(dǎo)體表

3、面電子富積量之間的兼容性是獲得高效光催化反應(yīng)的關(guān)鍵。
　　 基于以上研究背景，本研究設(shè)計(jì)合成了一系列基于鐵氧化物的納米功能材料。主要有以下三部分:
　　 1、以納米顆粒為模板，水熱法合成了分級(jí)多孔的鐵/鈦核-殼納米材料。樣品通過(guò)掃描電鏡(SEM)，透射電鏡(TEM)以及高分辨透射電鏡（HRTEM）等進(jìn)行了表征。并分別討論了系列樣品在可見(jiàn)及紫外光的照射下的光催化活性。
　　 2、通過(guò)聚合相分離法，我們合成了釔摻雜的