Cr掺杂TiO2纳米线/还原氧化石墨烯复合物的制备及光催化活性

以TiO_2纳米颗粒P25和氧化石墨烯(GO)为原料,Cr(NO_3)_3·9H_2O为Cr源,采用碱性水热法制备了Cr掺杂TiO_2纳米线/还原氧化石墨烯复合物(Cr-Ti O2 NWs/RGO).采用类似方法合成了TiO_2纳米线(Ti O2NWs)、Cr掺杂Ti O2纳米线(Cr-TiO_2NWs)和TiO_2纳米线/还原氧化石墨烯复合物(TiO_2 NWs/RGO)等其它样品.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)等方法对样品进行了表征.测试了样品在可见光下对亚甲基蓝(MB)的降解活性,结果表明,Cr-TiO_2NWs/RGO在120 min内对MB的催化降解率为TiO_2NWs的2.2倍,催化降解速度为TiO_2NWs的5.8倍.

缺陷诱导的Cr掺杂TiO_2纳米粉末的铁磁性

用溶胶-凝胶法制备了金红石Ti1-x Crx O2(x=0、0.04、0.08)纳米粉末。磁性测量结果显示,制备的Cr掺杂金红石TiO2纳米粉末具有室温铁磁性,样品x=0.04和0.08的饱和磁化强度Ms分别为0.55×10-3和1.6×10-3emu/g,(emu/g=4π×10 7Wb m/kg)矫顽力Hc分别为220和40 Oe(Oe=10(4π)A/m)。Cr掺杂量较大的样品的饱和磁化强度较大,在Ar气中退火可以使粉末呈超顺磁性。Cr2p区域的密集扫描X射线光电子能谱(XPS)分析显示,在所有的样品中Cr都是以Cr3+存在。电子顺磁共振谱(EPR)分析表明,样品中的Cr3+离子仅对其顺磁性有贡献。这些结果提示,粉末微弱的室温铁磁性来源于掺杂引入的结构缺陷,其中,氧空位起重要作用。