Ni,La-SrTiO3光催化材料多级孔构筑及性能研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangzhubin
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钛酸锶(SrTiO3)作为一种功能材料,具有优良的物化性能,在光催化领域具有广泛应用;但其禁带宽度大(3.2 eV)致使无可见光活性,比表面积小等已成为其活性难以提高的瓶颈问题。多级孔结构是有效改善光催化活性的途径之一,其不但可提高其比表面积,还可以利用激发光源在多级孔道内的多重反射、散射提高对激发光的捕获,进而改善其光催化活性;故而研发多级孔型高效钛酸锶可见光催化剂,充分利用太阳能解决能源短缺和环境污染等问题具有非常重要的理论和实际意义。本论文首先考察了几种有机和无机模板剂对所合成材料结构的影响。通过对合成体系各参数探讨发现,无机模板剂以CaCO3较好,最佳用量为50%左右,相比而言有机模板剂则CTAB较好。本论文采用三种方法合成了多级孔型Ni,La-SrTiO3材料,即两步法(水热老化,固相晶化)、水热法、共沉淀硬模板法,探讨了合成方法与合成体系参数对材料结构的影响。(1)两步法所合成的钛酸锶材料呈珊瑚状具有丰富孔道结构,且比表面积超过180 m2/g。(2)水热法所合成的钛酸锶材料呈片状堆积六面凹陷的立方体状或类花瓣状,此外,合成体系中的水含量对样品的形貌有很大影响,乳液态水热合成的材料多为纳米级超微小颗粒,其比表面积较高(>117 m2/g)。(3)共沉淀硬模板法合成多孔钛酸锶,体系碱度显著影响钛酸锶形成的临界晶化温度:碱度较低时随着体系碱度增强形成钛酸锶晶体材料所需的临界焙烧温度升高,当碱度超过一定范围(pH>11)时,继续提高碱度临界晶化温度不再改变。合成体系pH=8时,临界晶化温度仅为420℃,该方法最佳条件所合成材料具有较大比表面积(>160 m2/g)。表征结果表明,三种方法均能制得比表面积较大的多级孔型钛酸锶材料,成功构筑了多尺度多级分布的多级孔结构。以所制备的材料为光催化剂,在波长为365 nm激发光源的照射下降解染料孔雀石绿,降解率最高可达91.1%。
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