高可見光活性的Fe2O3基光催化材料的合成及其機(jī)制研究.pdf

1、光催化技術(shù)由于其具有高效，低能耗，易操作，適用范圍廣，無二次污染等優(yōu)點(diǎn)成為近年來新興的一種環(huán)境治理技術(shù)而得到廣泛關(guān)注。由于可見光在太陽光譜中約占有44％的比例，從而合成具有可見光響應(yīng)的光催化劑成為了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體光催化技術(shù)實(shí)用化的關(guān)鍵。針對于Fe2O3作為可見光催化劑存在著光生載流子復(fù)合幾率較高，光催化活性差等問題，本論文分別通過磷酸修飾和硅改性的方法顯著提高了Fe2O3的可見光催化活性，并對其提高機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　 利用

2、簡單的一鍋相分離水解-溶劑熱(HST)法可控合成了具有降解液相苯酚和氣相乙醛的高可見光活性的α-Fe2O3納米粒子。進(jìn)而，通過適量的磷酸修飾使Fe2O3的可見光活性得到進(jìn)一步提高。結(jié)合氣氛調(diào)控的表面光電壓譜和光電化學(xué)I-V曲線揭示活性提高的機(jī)制，主要?dú)w因于吸附O2對光生電子的捕獲從而促進(jìn)了光生電荷的分離。基于O2程序升溫脫附測試，表明該促進(jìn)作用主要源于Fe2O3表面部分-Fe-OH基團(tuán)取代為-Fe-O-P-OH基團(tuán)使得吸附O2量增加。<

3、br>　　 利用HST法可控合成了小粒子尺寸、大比表面積的硅改性α-Fe2O3。氣氛調(diào)控表面光電壓和瞬態(tài)表面光電壓測試結(jié)果表明適量硅改性Fe2O3在氧氣存在的條件下延長了Fe2O3光生載流子壽命并促進(jìn)了其分離。這使得硅改性Fe2O3相比于純Fe2O3在降解氣相乙醛和液相苯酚中表現(xiàn)出了更高的可見光催化活性。光生電荷壽命的延長及分離效率的提高主要?dú)w因于晶粒尺寸減小及O2吸附增加。該方法有望應(yīng)用于其他具有可見光響應(yīng)的納米氧化物光催化劑的合成