NaTaO3光催化剂的水热合成与催化性能研究.pdf

李 霞等：NaTaO。光催化剂的水热合成与催化性能研究 NaTa03光催化剂的水热合成与催化性能研究。 李 霞1，刘 艳2 (1．青岛科技大学材料科学与工程学院，山东青岛266042； 2．同济大学材料科学与工程学院，上海201804) 摘 要： 以Ta。O。和NaOH为原料，采用简单水热效果，将其负载NiO后，光催化活性增加，且NiO／ 合成法在低温制备结晶性能良好的纳米NaTaO。光催 化剂。并利用XRD、TEM、SEM、UV-vis等分析检测 能力强…】。刘应亮等人‘123通过在较低的温度下固相 手段对样品的结构和形貌等进行表征。同时研究了制 合成所需前驱体，再利用水热法制备了立方结构、棒状 备的钽酸钠光催化降解染料罗丹明B的性能。结果表 的Na。Ta。O。，但该方法工序繁琐，且合成的样品容易 明，水热反应温度为120℃，反应时间12h可以合成了 产生晶格缺陷。何俣n钉采用水热法，低温下合成了晶 结晶良好，尺寸约为150～200nm的立方体NaTa03 型好、纳米尺度各种形态的钽酸盐光催化剂，该方法操 颗粒。光催化降解罗丹明B的实验显示，制备的Na— 作简单，耗能低，产物粒径分布均匀，有很好的光催化 TaO。具有较高的光催化活性。 活性。 关键词：钽酸盐；水热法；光催化 本文采用水热方法低温合成纳米钽酸钠光催化材 中图分类号：0614．513 文献标识码：A 料。在本实验中主要开展以下方面的工作：(1)研究不 文章编号：1001-9731(2009)03—0407-03 同实验条件主要包括反应温度、反应时间等因素对反 1 引 言 应产物的形貌、微观结构的影响；(2)研究比较不同实 验条件下制备的产物的光催化性能，以期获得高活性 20世纪70年代初期，随着Fujishma和Hondatl] 纳米结构的钽酸盐光催化剂，更好的应用于环境光催 在Nature上首次报道了利用TiO。作为光电极分解水 制氢的研究结果后，TiO。和钛酸盐多相光催化剂的研 化领域。 究成为热点[2~6]。但锐钛矿型的Ti02带隙宽为3．23 2 实 验 eV，只有在紫外光(2384nm)的激发下才能显示出催 化活性，而太阳光中紫外光能量仅占4％(可见光能量 2．1水热法制备NaTa03光催化剂 占40％)，因而光催化效率低【7]。因此，开发新型光催 在体积为30ml的聚四氟乙烯内套筒中加入 化剂或进行光催化剂的改性，提高太阳光下的光催化 0．44209 效率成为人们研究的重点。 散15rain后密封，置于不锈钢外套筒中，加热到确定后 首先1997年Kudo和Zhu等人[8’11]发现了一系 保温一定时间。然后自然冷却至室温，将样品取出，倾 列不需要辅助催化剂的钽酸盐化合物用于光解水，开 倒出上层清液，用蒸馏水洗涤、过滤白色沉淀，直至洗 辟了光解水的光催化剂材料的一个新的领域。这类催 出液为中性。最后将样品在60℃烘箱中干燥6h，收集 化剂在无负载的情况下，光催化分解水的活性远远高