過渡金屬離子摻雜鈮酸鉀的制備及其性能表征.pdf

1、能源短缺和環(huán)境惡化等社會問題使人類意識到氫是自然界中最理想的燃料。氫能作為二次能源，具有清潔、高效、安全、可貯存、可運輸?shù)戎T多優(yōu)點，受到了各國的高度重視，而直接利用太陽能光解水是制氫的重要途徑之一，實現(xiàn)光催化分解水的關(guān)鍵是尋找合適的催化劑。 本文通過高溫固相反應制備了KNbO3固體，利用測量樣品的吸光度評估KNbO3的光催化活性，采用單因素實驗確定其最佳制備條件為：燒結(jié)溫度1000℃，反應物K2CO3：Nb2O5(摩爾比)1.0

2、0：1.00，燒結(jié)時間8h。XRD分析結(jié)果表明，該條件下的KNbO3為斜方晶系的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，平均為41nm。 采用高溫固相法制備了9種過渡金屬離子(Zr4+、Ti4+、La3+、Ce3+、pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Dy3+)摻雜的鈮酸鉀固體，通過單因素實驗分別確定Ti4+、Zr4+、La3+、pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Dy3+離子摻雜鈮酸鉀的最佳制備條件：K：Nb：M(M=Ti、Zr、La、Pr、Nd

3、、Sm、Eu、Dy)=1.00：0.95：0.05，反應溫度為800℃，反應時間為10h；Ce3+摻雜鈮酸鉀的最佳制備條件：K：Nb：Ce=1.00：0.90：0.10，反應溫度為800℃，反應時間為10h。結(jié)果表明，過渡金屬離子摻雜有助于吸光度的增加，尤其是有利于樣品對可見光的吸收。當過渡金屬離子摻雜量較大時，會影響鈮酸鉀樣品的禁帶結(jié)構(gòu)。 XRD分析結(jié)果表明過渡金屬離子摻雜后并不改變樣品的晶體結(jié)構(gòu)，摻雜后的樣品仍然具有斜方晶系