【摘 要】
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利用水热技术以TiCl4水解法制备介孔锐钛矿Yb-P-TiO2纳米片。基于XRD、TEM、BET、XPS、FTIR、DRS和PL分析,探讨Yb和P共掺杂对TiO2表面物理化学特性及光催化活性的影响机制。
【机 构】
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哈尔滨师范大学功能材料设计合成与绿色催化黑龙江省高校重点实验室,
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利用水热技术以TiCl4水解法制备介孔锐钛矿Yb-P-TiO2纳米片。基于XRD、TEM、BET、XPS、FTIR、DRS和PL分析,探讨Yb和P共掺杂对TiO2表面物理化学特性及光催化活性的影响机制。在模拟太阳光照射下,样品光催化降解4-氯酚活性顺序为:TiO2<Yb-TiO2<P25<P-TiO2<Yb-P-TiO2,表明Yb-P共掺杂对提高光催化活性产生协同作用。20 mg·L-1的4-氯酚溶液在0.8 g·L-1的Yb-P-TiO2悬浮液中经模拟太阳光照射120 min后,TOC去除率达87.6%,表明4-氯酚能够被有效矿化。P掺杂对抑制TiO2由锐钛矿向金红石相的转变和改善表面结构特性起决定性作用。Yb3+能俘获光生e-生成Yb2+,Yb2+又易于将e-转移给表面吸附O2生成·O-2,有效抑制载流子复合。P 3p与O 2p轨道杂化能级与氧空位能级共同作用导致带隙窄化,改善光吸收性能。Yb-P共掺杂能进一步抑制光生e-/h+复合,提高量子效率;进一步增加表面羟基,有利于俘获光生h+生成强氧化性羟基自由基。上述因素均有利于提高光催化活性。
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