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介观TiO_(2)晶体材料的拓扑转变合成及其性能

Preparation of TiO2 Mesocrystals by Topochemical Conversion and Their Performance
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摘要 以层状结构的钛酸盐HTO(H_(4x/3)Ti_(2-x/3)□_(x/3)O_(4)•nH_(2)O)为原料,采用水热的方法合成了金红石型介观TiO2晶体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等测试手段,研究了反应温度对利用拓扑结构转变方式合成的金红石型介观TiO_(2)晶体材料的影响。结果表明,金红石型TiO_(2)晶体材料可以在反应体系pH为0.5的条件下得到,当反应温度升高到120℃时,形成了金红石型介观TiO_(2)晶体材料。以罗丹明B(RhB)为污染物模型进行了降解实验。结果表明,120℃时金红石型介观TiO_(2)晶体材料的光催化活性明显高于其他样品,主要是由于介观晶体具有较为特殊的电子传导特性,有助于电子与空穴的分离。染料敏化太阳能电池(DSSCs)实验结果表明,120℃时所形成的介观晶体结构有助于光生载流子的快速迁移,从而获得较高的电池特性。 In this work,the rutile mesocrystals TiO_(2)were synthesized by hydrothermal method using layered titanate HTO(H_(4x/3)Ti_(2-x/3)□_(x/3)O_(4)•nH_(2)O)as the precursor.By means of X‐ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),transmission electron microscopy(TEM)and other testing methods,the effect of reaction temperature on the synthesis of rutile‐type mesoscopic TiO2 crystal material by means of topological structure transformation was studied.The results reveal that rutile TiO2 can be obtained under the condition of pH 0.5 of the reaction system,and with the gradual increase of the reaction temperature,the rutile‐type mesoscopic TiO2 crystal material is formed at 120℃.Taking Rhodamine B(RhB)as the pollutant model for degradation experiments,the photocatalytic activity of rutile mesocrystals TiO2 is significantly higher than that of other samples.Experiments on dye‐sensitized solar cells(DSSCs)show that the mesocrystals structure formed at 120℃is conducive to the rapid migration of photogenerated carriers,thus obtaining high cell characteristics.
作者 常帅康 刘闯 李坤宸 李波 王芳芳 陆彩云 陈常东 Chang Shuaikang;Liu Chuang;Li Kunchen;Li Bo;Wang Fangfang;Lu Caiyun;Chen Changdong(School of Petrochemical Engineering,Liaoning Petrochemical University,Fushun Liaoning 113001,China)
出处 《辽宁石油化工大学学报》 CAS 2023年第1期27-31,共5页 Journal of Liaoning Petrochemical University
基金 教育部“春晖计划”合作科研项目(2020703‐8) 国家留学基金委公派访学学者面上项目(CSC202008210025) 辽宁省教育厅科学技术研究项目(L2019036) 辽宁石油化工大学科研启动基金项目(2016xJJ‐075) 辽宁省大学生创新创业训练计划项目(2020101480002)。
关键词 介观晶体 水热 拓扑相变 光(电)催化 Mesocrystals Hydrothermal Topotactic phase transformation Photo(electric)catalysis
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