可見光響應的鉭基與鈦基氧氮化物光催化劑的制備與研究.pdf

1、利用太陽能光催化分解水制氫是21世紀人類從根本上解決日益嚴峻的能源與環(huán)境問題較為理想的途徑之一，已引起了各國研究者的高度關(guān)注。然而，目前所研究的光催化材料大都只能在紫外光下有光催化響應。由于N2P軌道能級比O2P軌道能級高，多數(shù)過渡金屬氧化物氮化為氧氮化物后，在可見光區(qū)呈現(xiàn)較強的吸收能力，是一種潛在的具有可見光響應能力的光催化材料。近年來，開發(fā)和研制在可見光區(qū)具有高活性的過渡金屬氧氮化物光催化劑越來越受到人們的關(guān)注。本論文以過渡金屬氧化

2、物粉體為原料，采用直接氨解法制備了具有高比表面積的窄能隙的氧氮化物半導體材料。 采用高溫氮化技術(shù)，以微米級的五氧化二鉭為原料，在800—900℃、氮化8h制備了鉭的氧氮化物粉體。利用X射線衍射(XRD)、紫外—可見光吸收光譜(UV—vis)、氮吸附比表面積測試(BET)等方法對鉭的氧氮化物進行了表征。研究了氮化溫度對氧氮化物的可見光吸收能力和比表面積的影響。 以高溫固相法制備的鈦酸鑭為原料，采用氨解法在800—900℃，

3、氮化8—30h制備了鈦酸鑭的氧氮化物粉體，對不同氮化溫度，氮化時間合成的粉體用X射線儀(XRD)、紫外—可見吸收光譜儀(UV—vis)、氮吸附比表面儀(BET)、元素分析儀(EA)進行了表征。研究結(jié)果表明：隨著氮化溫度的升高和保溫時間的延長，鈦酸鑭的氧氮化物氮含量增加，粉體顏色加深，可見光吸收能力增強。 采用以sol—gel和化學共沉淀法所合成的鈦酸鑭為原料，采用氨解法在700—900℃，氮化8—12h制備了鈦酸鑭的氧氮化物粉體

4、。對鈦酸鑭氧化物和鈦酸鑭的氧氮化物粉體用熱重—差熱分析(TG—DTA)，X射線(XRD)、紫外—可見吸收光譜(UV—vis)、氮吸附比表面儀(BET)，元素分析儀(EA)、透射電鏡(TEM)進行了表征。對比由高溫固相一直接氮化法與sol—gel-直接氮化法所制備的氧氮化物的性能可得出以下結(jié)論：共沉淀法可以制備出純度高、組份均勻的、比表面積大、活性高的納米La2O3/TiO2復合粉體，該復合粉體在900℃氮化8h可得到粒度為30nm，比表