BaTiO3/TiO2/C复合材料光催化性能研究

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TiO2是一种先进的功能材料,具有许多优点,例如无毒、无二次污染、结构稳定、光催化活性强、高的工作电压、廉价。在电化学和光催化领域中,它是一种热点材料。然而,TiO2仍然存在一些问题,包括低的导电率、窄的光谱吸收范围、高的光生电子-空穴复合率等缺点。具有高介电常数和铁磁性的BaTiO3与TiO2的复合材料,不仅可以通过BaTiO3的内部偶极场分离光生载流子,而且可以形成异质结构能有效的抑制电子-空穴的复合。具有高电导率的碳掺杂到TiO2中,可以降低TiO2的禁带宽度,进而提高材料的光催化性能。
  本论文以BaTO3为核心,以四异丙醇钛、蔗糖、钛酸钡为原料,采用冰模板法合成BaTO3/TiO2/C复合材料,研究了材料的结构和形貌,并对BaTO3/TiO2/C复合材料降解亚甲基蓝的光催化性能进行了研究。根据光催化性能,碳化温度和制备方法已经在700-900℃温度范围内进行优化。
  研究结果表明,以蔗糖为碳源、在烧结温度900℃、烧结时间为5h的光催化活性到达最有效的效果。BaTiO3颗粒尺寸对复合材料的光催化性能有影响,利用1μm的BaTiO3制备的BaTiO3/TiO2/C复合材料,对亚甲基蓝的催化活性最好。在本文中,将机械混合法制备的BaTiO3/TiO2/C和具有核壳结构的BaTiO3/TiO2/C对于亚甲基蓝降解的降解效果进行了比较。
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