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新型钽酸盐光催化剂为非Ti系光催化剂,具有特殊的晶体结构及能带结构,在光催化分解水制氢、降解有机物等方面有很大的优势,与传统的TiO2相比有着更加广阔的应用前景。其中NaTaO3光催化剂为钙钛矿结构,具有较大的结构容忍度,可有效进行离子交换,NaTaO3晶体由TaO6八面体共顶连接形成的,Ta-O-Ta键角为163°,禁带宽度在4.0eV左右,在紫外光下具有较高的光催化活性。本文采用水热法一步合成NaTaO3光催化剂,研究反应温度、反应物碱浓度对粉体合成的影响,在较低的温度下水热合成出斜方相的NaTaO3粉体;以NH4F为掺杂剂制备了具有高催化活性的N/F-NaTaO3粉体,增加了其在可见光下的光催化活性;利用XRD、SEM及TEM表征NaTaO3的物相、形貌以及显微结构,以X射线光电子能谱分析其元素组成及价态。分别以罗丹明B(RhB)、甲基橙为降解物,研究粉体在紫外光及可见光下光催化活性,并分析了非金属离子掺杂提高光催化活性的机理。为避免光催化粉体的二次污染等问题,本文制备了不同退火温度下的NaTaO3薄膜,研究其在紫外光下的光催化活性。首先研究了不同反应温度及反应物碱浓度对纯相NaTaO3粉体合成的影响,结果表明,在不同反应物浓度、反应温度条件下制备的粉体均为斜方相块状NaTaO3晶体,晶体是由溶解在溶液中的Ta2O5与OH形成的配位多面体脱水后形成晶核进而逐渐生长起来的,晶粒尺寸在200~720nm之间,平均禁带宽度为3.9eV,对紫外光有明显吸收,比表面积约为2.0m2/g左右。反应温度140℃,NaOH浓度为1.0mol/L,制备的粉体比表面积最大,光催化效果最好,紫外光照射下210min后对RhB的降解率为94.7%。由于NaTaO3粉体的禁带宽度较大,对光的利用率较低,本文利用非金属离子掺杂法提高其光催化活性。以NH4F为掺杂剂,研究不同反应物浓度比、反应温度对粉体合成的影响,制备了N/F-NaTaO3光催化剂,制备的粉体均为斜方相块状结构,XRD结果显示主要为NaTaO3相,但衍射峰发生红移,晶体尺寸较纯相相比明显增加,为350-900nm,禁带宽度未发生太大变化,通过XPS发现在402.030eV、684.584eV处产生Ta-N键及Ta-F键,证明N、F掺杂进入晶格。非金属掺杂后的粉体产生晶格缺陷等,可增加有效电子活性,阻碍电子-空穴对的复合,提高光催化活性,反应温度240℃、NaOH/NH4摩尔比为2.0/1.0时合成的N/F-NaTaO3光催化剂,紫外光下120min RhB溶液降解率达到96%。由于粉体难于回收,易产生二次污染,本文研究制备了NaTaO3薄膜,以TaCl5、NaAc及柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法合成薄膜的前驱液,利用浸渍-提拉法在玻璃基板上制备NaTaO3薄膜,研究了不同退火温度对薄膜组成、形貌及光催化活性的影响;制备的薄膜为斜方相的NaTaO3,薄膜表面平整且致密,当退火温度为610℃时,薄膜的结晶性最好,晶粒尺寸约为30nm,产生气孔相,紫外光下100min后RhB的降解率达51%。