【摘 要】
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最近的实验研究发现,RuO2/TiO2 异质结结构的催化性能较之RuO2 或TiO2 有较大提高,例如CO 的氧化催化等.但是,RuO2/TiO2 异质结结构的几何结构特征和电子性质以及其催化性能提高的机理还不甚清楚.利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,我们研究发现界面效应对界面处的几何结构影响很小,没有明显的局域结构扭曲.从电子角度来说,RuO2 和TiO2 之间的界面效应是局域的,电子重
【机 构】
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物理学院,晶体材料国家重点实验室,山东大学,济南 250100,中国 电化学所,乌尔姆大学,乌尔姆
【出 处】
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第十四届全国太阳能光化学与光催化学术会议
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最近的实验研究发现,RuO2/TiO2 异质结结构的催化性能较之RuO2 或TiO2 有较大提高,例如CO 的氧化催化等.但是,RuO2/TiO2 异质结结构的几何结构特征和电子性质以及其催化性能提高的机理还不甚清楚.利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,我们研究发现界面效应对界面处的几何结构影响很小,没有明显的局域结构扭曲.从电子角度来说,RuO2 和TiO2 之间的界面效应是局域的,电子重构只发生在界面区域.在界面处,形成了一个准二维的负的的空间电荷层.这个空间电荷层导致了TiO2 中向下的能带弯曲以及一个内建电场.因此,在TiO2 上沉积RuO2 能减小光生电子－空穴对的复合,从而提高其光催化活性.RuO2/TiO2 异质结结构的表面氧空位是反应的活性点,很容易带电.但是,从热力学角度来说,计算得到表面自由能表明缺陷表面不如完整表面稳定.
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由于其优异的光催化活性,TiO2已经被广泛地应用于环境修复、光解水制氢、太阳能电池和锂离子电池等领域1.然而在应用过程中由于光生载流子能够快速在TiO2颗粒上复合,使得TiO2的应用受到极大的限制.采用简单的光电化学的方法可以有效地解决这个难题.因为外部施加的电势偏压能够及时地将光生电子导向外部电路,然后再导到对电极上,使得光生载流子的复合可以得到有效地抑制,从而延长光生载流子的寿命,最终提高光催
TiO2作为光催化剂一直受到人们关注。[1-4]与其他晶相相比,人们对TiO2(B)的关注较少。本工作采用无氟溶剂热结合高温煅烧手段制备了锐钛矿TiO2/TiO2(B)纳米带异质结光催化剂。[5] 结构研究表明,TiO2(B)向锐钛矿的拓扑相变过程不仅保证了锐钛矿TiO2与TiO2(B)两相之间的连续界面接触,同时使得锐钛矿TiO2的高能(001)晶面暴露在外。光催化降解乙醛的测试表明锐钛矿TiO
近年来，一种新型的无金属半导体光催化剂——石墨相氮化碳(g-C3N4)，因具有环境友好、性质稳定、价格便宜、合成工艺简单及优良的光催化活性等优点而引起了越来越多人的关注[1]。前期研究成果表明，通过改变合成条件或方法都可以很好地对g-C3N4 的性能进行改良。这些成功的例子包括：使用不同类型前驱体、变换热聚合的温度和时间、离子掺杂、模板法合成介孔g-C3N4 及构成复合异质结等方法。
以碱式水热法制得的一维结构的钛酸和三聚氰胺为原料,进而采用原位复合法制备了g-C3N4/TiO2 异质结。采用X-射线粉末衍射、透射电子显微镜、X-射线光电子能谱等技术对材料的结构、形貌及组成进行表征。以次甲基蓝和罗丹明B为模拟废水,对其可见光催化性能进行了研究。结果表明,钛酸和三聚氰胺的物料比对材料的结构和性能有较大影响。当原料中三聚氰胺的量较少时,只得到C和N 掺杂的TiO2 纳米管,不能得到
2,3-丁二醇(2,3-butanediol)是一种重要的化工原料和液体燃料,被广泛应用于化工、食品、医药、燃料及航空航天等多个领域,其脱水产物甲乙酮可作树脂、油漆等的溶剂；酯化后的脱水产物1,3-丁二烯可用于合成橡胶、聚酯和聚亚胺酯；热值较高(27,200kJ/kg)可作为燃料添加剂；与甲乙酮脱氢形成辛烷异构体可生产高级航空用油；2,3-丁二醇还可制备油墨、香水、熏蒸剂、增湿剂、软化剂、增塑剂、
快速发展的纺织工业产生的有机染料已经导致了严重的水污染。水污染问题是全球迫切需要解决的难题。在众多解决方法中，光催化是一种减少环境污染物的可行技术，而膜蒸馏可通过相变实现热驱动分离，其中直接接触膜蒸馏由于易组装、效率高而被广泛应用。将光催化与膜蒸馏相结合用于设计光催化膜反应器，拓展了废水治理的研究领域并可形成具有潜在应用价值的技术手段。在实现光催化降解有机污染物的同时有效分离水和催化剂及污染物，得
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