高效鉭酸鹽光催化劑的熔鹽合成與改性研究.pdf

1、本文采用熔鹽法制備了Na0.5K0.5TaO3(NKT)系列光催化劑，并對(duì)其進(jìn)行了A位Sr、B位Zr和Hf的摻雜以及NiOx負(fù)載的研究。通過粉末X射線衍射法(XRD)、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP)、紫外-可見漫反射光譜分析(UV-vis)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和光催化活性測(cè)試等手段對(duì)這些復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)、組成、形貌及光催化性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，得到了性能優(yōu)異的紫外光響應(yīng)光催化劑，并為NKT體系的進(jìn)一步研究提供

2、了思路。
　　研究表明熔鹽法可以在顯著降低反應(yīng)溫度及時(shí)間的同時(shí)得到形貌較均一的粉體。NKT粉體的最佳合成工藝為反應(yīng)溫度850°C，反應(yīng)時(shí)間1-2h，熔鹽量與原料質(zhì)量比為1:1。工藝優(yōu)化后的NKT粉體為100nm左右的立方體，在紫外光下具有很高的催化活性，在有犧牲劑存在的條件下產(chǎn)氫速率最高為10.9mmol·h-1；分解純水時(shí)產(chǎn)氫速率最高為0.99mmol·h-1，但不產(chǎn)或只產(chǎn)生少量氧，同時(shí)由于過氧化作用，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加催化劑活

3、性呈下降趨勢(shì)。
　　對(duì)NKT粉體進(jìn)行B位摻雜可以通過降低自由電子密度進(jìn)而顯著改善樣品的光穩(wěn)定性。由于摻雜元素Zr和Hf具有較高的導(dǎo)帶，摻雜對(duì)樣品的禁帶寬度改變不大。摻雜后樣品在甲醇溶液中產(chǎn)氫速率提高到14.5mmol·h-1；分解純水時(shí)有比較多且穩(wěn)定的氧氣產(chǎn)生。摻雜后樣品的催化活性隨著反應(yīng)時(shí)間的延長只有少量下降。負(fù)載NiOx可以提高催化劑的催化性能，最佳負(fù)載量為0.2mass％。對(duì)NKT樣品進(jìn)行A位Sr的摻雜研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)條件對(duì)樣