氧化铟掺杂的氧化镓光催化固氮性能研究-环境科学学报.PDF

第 ３７ 卷第 ８期 环　 境　 科　 学　 学　 报 Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．８ ２０１７年８月 　Ａｃｔａ Ｓｃｉｅｎｔｉａｅ Ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ Ａｕｇ．，２０１７ ＤＯＩ：１０．１３６７１／ｊ．ｈｊｋｘｘｂ．２０１６．０４５４ 赵海涛，陈欢，江芳．２０１７．氧化铟掺杂的氧化镓光催化固氮性能研究［Ｊ］．环境科学学报，３７（８）：２９８９⁃２９９５ Ｚｈａｏ ＨＴ，Ｃｈｅｎ Ｈ，Ｊｉａｎｇ Ｆ．２０１７．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎｐｈｏｔｏｆｉｘａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ Ｉｎ Ｏ ⁃ｄｏｐｅｄ Ｇａ Ｏ ［Ｊ］．Ａｃｔａ Ｓｃｉｅｎｔｉａｅ Ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ，３７（８）： ２ ３ ２ ３ ２９８９⁃２９９５ 氧化铟掺杂的氧化镓光催化固氮性能研究 赵海涛，陈欢，江芳∗ 南京理工大学环境与生物工程学院，江苏省化工污染控制与资源化高校重点实验室，南京２１００９４ 收稿日期：２０１６⁃１１⁃１５　 　 　 修回日期：２０１６⁃１２⁃１２　 　 　 录用日期：２０１６⁃１２⁃１２ 摘要：成功将氧化铟掺杂到氧化镓上制备了Ｉｎ Ｏ ／ Ｇａ Ｏ 催化剂，并利用 Ｘ 射线衍射（ＸＲＤ）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）、Ｘ 射线光电子能谱 ２ ３ ２ ３ （ＸＰＳ）、紫外漫反射光谱 （ＵＶ⁃Ｖｉｓ ＤＲＳ）、光致发光光谱（ＰＬ）和电感耦合等离子体发射光谱 （ＩＣＰ⁃ＡＥＳ） 等表征手段对Ｉｎ Ｏ ／ Ｇａ Ｏ 进行了分 ２ ３ ２ ３ 析．同时，进一步考察了Ｉｎ Ｏ ／ Ｇａ Ｏ 的光催化固氮性能．结果表明，Ｉｎ Ｏ 的引入提高了Ｇａ Ｏ 的光吸收性能和氧空位的比例，并且有利于其表 ２ ３ ２ ３ ２ ３ ２ ３ 面光生电子和空穴的分离．当Ｉｎ Ｏ ／ Ｇａ Ｏ 材料用于光催化固氮时，其最佳Ｉｎ Ｏ 掺杂量为２．２９％，最佳材料焙烧温度为５００ ℃．最后，研究了空 ２ ３ ２ ３ ２ ３ 报 穴捕获剂种类的影响，发现在叔丁醇的体系中，Ｉｎ Ｏ ／ Ｇａ Ｏ 的光催化固氮效率最高．此外，氮源对固氮效果也存在较大影响．以空气作为氮源 ２ ３ ２ ３ 的光催化固氮过程因存在间接固氮过程，相对于以高纯氮气作为氮源的光催化固氮效率更高． 关键词：氧化铟；氧化镓；光催化固氮 文章编号：０２５３⁃２４６８（２０１７）０８⁃２９８９⁃０７　 　 　 中图分类号：Ｘ１３１　 　 　 文献标识码：Ａ 学 Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｐｈｏｔｏｆｉｘａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｉｎ Ｏ ⁃ｄｏｐｅｄ Ｇａ Ｏ ２ ３ ２ ３ ＺＨＡＯ Ｈａｉｔａｏ，ＣＨＥＮ Ｈｕａｎ，ＪＩＡＮＧ Ｆａｎｇ∗ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｒｅｕｓｅ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ