提高納米Fe2O3可見光催化性能的策略探索及其機制洞察.pdf

1、近年來，環(huán)境污染、能源危機等成為當今社會亟待解決的問題。半導體光催化技術(shù)以其操作簡單、能耗低、無二次污染等優(yōu)點被認為是一種理想的解決手段。太陽光譜中，可見光大約占有44％，因此，研發(fā)高活性的、具有可見光響應(yīng)的窄帶隙催化劑更具有實際意義。在眾多的窄帶隙半導體中，F(xiàn)e2O3具有光響應(yīng)范圍寬、性質(zhì)穩(wěn)定、儲存量豐富等優(yōu)點，是一種理想的半導體光催化材料。但在實際應(yīng)用中，由于其存在易團聚和光生載流子復合幾率較高等問題，F(xiàn)e2O3通常表現(xiàn)出較低的催化

2、活性?；诖?，本論文開展了Fe2O3的表面修飾改性和復合改性的工作，試圖提高Fe2O3的可見光催化活性，并重點研究其光催化性能提高的機制。
　　首先，分別利用H3PO4和SiO2對Fe2O3進行表面修飾改性，提高了樣品的熱穩(wěn)定性及其在可見光下的催化活性。基于BET及羥基自由基測試的結(jié)果，這主要歸因于高溫熱處理的過程中，粒子表面存在的修飾劑阻礙了粒子之間的團聚，使得Fe2O3粒子晶化度得到提高的同時，仍保持了小的粒子尺寸和大的比表面

3、積，F(xiàn)e2O3的光生載流子的分離效率也因此得以改善。
　　其次，引入少量的TiO2構(gòu)筑了TiO2-Fe2O3的復合體系，通過提高高能電子利用率，進而提高了Fe2O3的可見光催化活性。并進一步對TiO2進行造孔及表面磷酸修飾，使Fe2O3的可見光催化活性得到進一步提高。基于N2吸附-脫附、不同氣氛下的SPS、TPV、O2-TPD以及氧還原電流等測試的結(jié)果，F(xiàn)e2O3光催化活性的提高主要歸因于逐級的改性提高了樣品對氧氣的吸附能力，進而