稀土鈰對(duì)納米二氧化鈦光催化性能的影響.pdf

1、本文采用粉末負(fù)載工藝以ITO導(dǎo)電玻璃為基底制備了稀土鈰改性納米二氧化鈦薄膜電極Ce(x％)-TiO2(x=0，2.5，5，10，20，100)。表征發(fā)現(xiàn)：當(dāng)x≤5時(shí)改性樣品中無(wú)新相生成而x≥10時(shí)有新相析出。樣品二次顆粒聚集體的粒徑為納米量級(jí)。鈰的引入使光吸收帶邊發(fā)生明顯紅移，紅移程度隨鈰引入量增大而增大，各樣品在近紅外區(qū)仍有少量吸收。在3.5％的NaCl水溶液中基本無(wú)脫落，電化學(xué)測(cè)試可行。 采用三電極體系，測(cè)試了薄膜電極在3.

2、5％NaCl水溶液中的電化學(xué)行為，基本思想是以電能激發(fā)方式對(duì)光催化劑進(jìn)行研究。在-1.8～4V的掃描電位范圍內(nèi)，循環(huán)伏安曲線上出現(xiàn)兩個(gè)氧化峰和一個(gè)還原電流。分析認(rèn)為，第一氧化峰對(duì)應(yīng)低價(jià)鈦的氧化，第二氧化峰對(duì)應(yīng)電場(chǎng)激發(fā)產(chǎn)生的空穴氧化材料表面羥基生成羥基自由基及氧化低價(jià)鈰缺陷生成高價(jià)鈰的反應(yīng)，陰極還原電流中包含電場(chǎng)激發(fā)產(chǎn)生的電子還原溶解氧生成超氧陰離子自由基的反應(yīng)。x=5時(shí)，可供電極/溶液界面反應(yīng)所消耗的空穴和電子最多，與不同電位下測(cè)得的電

3、化學(xué)阻抗圖譜中x=5時(shí)阻抗弧半徑最小的事實(shí)吻合，由此認(rèn)為，x=5對(duì)超氧自由基的發(fā)生有利，而競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)的存在可能會(huì)削弱羥基自由基的生成。當(dāng)x≥10時(shí)，電子-空穴對(duì)更易因復(fù)合而消失，可供界面反應(yīng)消耗的電子-空穴對(duì)減少，在電化學(xué)阻抗圖譜上體現(xiàn)為半徑較大的阻抗弧。 電子自旋共振測(cè)試發(fā)現(xiàn)x=0時(shí)有很強(qiáng)的羥基自由基和一定的超氧自由基信號(hào)，x=5時(shí)羥基自由基信號(hào)較弱而超氧自由基信號(hào)很強(qiáng)，x=20時(shí)羥基自由基信號(hào)很弱，證實(shí)了上面的分析。