羟基氧化铁光催化材料的研究进展

羟基氧化铁(FeOOH)作为一种具有较窄带隙和较大光响应范围的可见光驱动光催化材料而受到广泛关注。然而FeOOH较高的光生载流子复合效率又严重影响了其在光催化领域的应用。文章概述了FeOOH的结构和光催化机理,重点介绍了不同FeOOH的制备方法和改性技术,并对其研究现状进行了总结,最后就研究前景进行了展望。

钛酸锶光电化学阴极保护材料研究进展

光电化学阴极保护是一种绿色、无污染的金属阴极保护方法,近些年来在腐蚀防护领域受到越来越多的科研人员青睐。而SrTiO3具有较负的导带电位且具有稳定性好、无毒等优点,是一种优异的光电化学阴极保护候选材料。首先介绍了光电化学阴极保护原理,其次阐述了SrTiO3在此方面的优势及特点,接着围绕SrTiO3制备及改性方法综述了相关研究进展,最后对光电化学阴极保护研究方向及应用进行了总结与展望。

SrTiO_(3)基异质结光催化剂的研究进展

钛酸锶(SrTiO_(3))作为一种具有良好的物理化学稳定性、环境友好特性和较高氧化还原性质的光催化材料而受到广泛的关注。然而SrTiO_(3)较高的光生载流子复合率和较低的光响应范围又极大地限制其在光催化领域的应用。文章概述了SrTiO_(3)的光催化机理,重点介绍了通过构筑SrTiO_(3)基异质结构的改性手段以及几种常见的异质结种类,最后对SrTiO_(3)基异质结的发展前景进行了展望。

三明治结构石墨烯/TiO_(2)复合材料的研究进展

三明治结构的石墨烯/TiO_(2)复合材料具备双向导电通道等特点,从而提高了光生电子对分离与迁移速率,使其光催化性能显著提高。主要介绍了三明治结构石墨烯/TiO_(2)复合材料的制备方法及其在光催化领域的应用,对目前研究所遇到的问题进行了总结,并对其发展趋势进行了展望。

Sr/Ti比例对Ruddlesd-Popper型钛酸锶结构及光催化性能的影响

层状钙钛矿氧化物由于其结构特点在设计新型光催化剂方面有着广阔的发展前景。Ruddlesden-Popper型钛酸锶通式为SrO(SrTiO3)n,具有天然超晶格层状结构,使得光催化剂具有良好的电荷输运特性。为得到RuddlesdenPopper型钛酸锶产物,采用熔盐法并通过改变原料中Sr/Ti比例实现了钛酸锶由钙钛矿结构向Ruddlesden-Popper结构的转变。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见光仪(UV-vis)、荧光光度计(PL)对样品晶型、表面形貌和光学性质进行表征,并以罗丹明B(RhB)溶液为污染物,对Ruddlesden-Popper型钛酸锶样品的光催化活性进行测试。结果表明,Ruddlesden-Popper型钛酸锶具有较好光吸收能力和电荷分离效率,其中当原料中Sr/Ti=2.4时得到的Sr2TiO4光催化活性最高,对RhB降解效果最佳。对Ruddlesden-Popper型钛酸锶结构及光催化性能的研究,在开发新型光催化剂方面有助于实现进一步突破。

β-FeOOH/TiO_(2)复合薄膜的制备及其光催化性能

为提高TiO_(2)在可见光下的光催化性能,通过二次水热反应在FTO导电玻璃上制备获得了高度有序的β-FeOOH/TiO_(2)复合薄膜材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)及红外光谱(FTIR)对其表面形貌、晶体结构及物相组成进行了分析。采用紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其光吸收性能进行了测试。最后以甲基橙(MO)为模拟污染物,考察了复合薄膜材料在可见光下的光催化活性。结果表明:TiO_(2)与β-FeOOH之间通过Fe-O-Ti键连接,成功制备出的β-FeOOH/TiO_(2)复合薄膜材料具有较好的结构稳定性。β-FeOOH/TiO_(2)复合薄膜材料由于其构造的异质结和合适的能带结构,有效的提高光生载流子的迁移效率,并使其光响应范围成功扩展到540 nm左右。β-FeOOH/TiO_(2)复合薄膜材料在可见光下展现出了优异的光催化性能,其光催化效率比未改性的TiO_(2)样品提高60.6%,经过六次光催化降解循环试验,复合薄膜仍保持良好的连续性,且光催化降解MO的性能仍保持在94%左右。

SrTiO_(3)/TiO_(2)复合薄膜的制备及其光电化学阴极保护性能

由于TiO_(2)存在禁带宽度大、光生载流子分离率低等缺点,限制了其光电化学阴极保护性能。为解决此问题,首先采用水热法制备TiO_(2)纳米阵列,然后通过超声喷雾热解法制备了SrTiO_(3)/TiO_(2)复合薄膜。通过XRD、SEM、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL)对样品物相结构、微观形貌、光吸收性能等特征进行表征。最后以304不锈钢(304 SS)为被保护基体,考察了SrTiO_(3)/TiO_(2)复合薄膜的光电化学阴极保护性能。结果表明,通过超声喷雾热解法制备得到的SrTiO_(3)/TiO_(2)复合薄膜,其光吸收范围为415 nm以下,进入可见光区;SrTiO_(3)/TiO_(2)复合薄膜相比于TiO_(2)纳米阵列,具有更好的光吸收特性;光生电子-空穴对分离率提高,且光生电子迁移率提高;在3.5wt%NaCl溶液中,SrTiO_(3)/TiO_(2)复合薄膜使304不锈钢腐蚀电位负移至–0.45 V,负移了近270 mV,而TiO_(2)纳米阵列仅能负移210 mV,性能提升了28.5%。经过四次开光与闭光循环测试,SrTiO_(3)/TiO_(2)复合薄膜性能稳定。