我所在“鐵族元素?fù)诫s改性二氧化鈦光催化劑”的研究取得進(jìn)展
近年，高效無毒的光催化劑-二氧化鈦(TiO2)納米材料用于有機物環(huán)境污染降解方面的研究，受到了世界各國科研工作者的廣泛關(guān)注。而由于TiO2存在帶隙寬的自身缺陷，造成其對可見光及光激發(fā)電荷的利用率較低，限制了其實際應(yīng)用范圍。元素“摻雜”是改善該材料缺陷的一種有效途徑和方法之一。因此，對于系統(tǒng)探索TiO2光催化性質(zhì)與摻雜元素之間的關(guān)系的研究尤為重要。
我所于洪文研究員等科研人員通過一種簡易的水熱法合成制備鐵族（鐵，鈷，鎳）單一元素?fù)诫s的同時暴露（001）高能晶面的TiO2納米片，并利用紫外光和可見光照射降解偶氮染料—亞甲基藍(lán)，評價不同摻雜的TiO2的光催化性能。研究發(fā)現(xiàn)，改變摻雜元素的類型和含量，會使TiO2納米片的尺寸和（001）晶面的面積發(fā)生變化，造成了TiO2的光催化活性的顯著差異。該研究第一次揭示了鐵族元素?fù)诫s的TiO2光催化劑（1）光催化活性：鐵摻雜<鈷摻雜<鎳摻雜；（2）最優(yōu)化的摻雜元素與鈦的含量比為0.75%。同時，通過測定電化學(xué)阻抗、光電流及熒光光譜等分析手段，詳細(xì)闡明了電荷的分離和遷移速率主要受摻雜離子的類型與含量影響，而這些電荷行為也最終決定TiO2的光催化活性的重要機理。
相關(guān)成果發(fā)表在chemcatchem, 2014上（http://dx.doi.org/10.1002/cctc.201300879）。
Lei Sun, Jiali Zhai , Haiyan Li, Yan Zhao, Hongjun Yang and Hongwen Yu*, Study of Homologous Elements: Fe, Co, and Ni Dopant Effects on the Photoreactivity of TiO2 Nanosheets, ChemCatChem, 2014, DOI: 10.1002/cctc.201300879.
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