Cu_BTO纳米晶体的合成及应用研究.pdf
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1、/纳米晶体的合成及应用研究李 秋 韩 晖 储清清基金项目:安徽省科技厅重点研发项目(编号)蚌埠学院自然科学研究项目(编号、)安徽高校自然科学研究重点项目(编号)和大创项目(项目编号、)的研究成果之一收稿日期:作者简介:李秋()辽宁大连人 讲师 硕士 研究方向:材料合成及应用研究:(蚌埠学院硅基新材料安徽省工程技术研究中心 安徽凯盛应用材料有限公司 安徽蚌埠)摘要:文章利用水热法合成铜钛酸钡 通过催化降解罗丹明 实验 发现铜钡比 、加入 和乙醇 反应时间 后 合成样品的降解率最高 光催化的降解率达 采用、紫外漫反射和荧光光谱分析对其进行表征 结果表明铜钛酸钡比纯钛酸钡的光催化性能更好 关键词:钛
2、酸钡 光催化降解 罗丹明 中图分类号:文献标识码:文章编号:()():/钛酸钡的结构属于半导体结构 化学性质和物理性质稳定 在钛酸钡晶体形成过程中 掺杂其他金属元素时晶体结构出现缺陷 能有效提高光催化效率该实验采用 对钛酸钡进行掺杂 利用水热法合成铜 钛酸钡样品 通过改变钡和铜比例、加入的 的量和乙醇的量 进行光催化降解罗丹明 来确定优异反应条件 利用 射线衍射仪、紫外可见多功能光谱仪和荧光光谱仪进行表征分析 探究铜钛酸钡光催化的机理 主要化学试剂氯化钡 宜兴市第二化学试剂厂 钛酸四丁酯 国药集团化学试剂有限公司 氯化铜 天津市大茂化学试剂厂 氢氧化钠 江苏彤晟化学试剂有限公司 无水乙醇 国药
3、集团化学试剂有限公司 罗丹明 天津市瑞金特化学品有限公司 主要仪器设备 射线衍射仪()丹东通达科技有限公司 可见分光光度计()上海菁华科技有限公司 紫外灯(型)江苏巨光科学仪器有限公司 荧光光谱仪()日本株式会社日高新技术科学那珂事业所 紫外可见多功能光谱仪()日本株式会社日高新技术科学那珂事业所 实验方法根据不同钡铜比称取钡源和铜源 然后加入钛酸四丁酯、()、乙醇 各反应物超声溶解后倒入 的反应釜中 放入烘箱 设置温度 反应一定时间后 将得到的白色液体产物转入离心管中/离心 水和乙醇多次洗涤 最后一次使用乙醇洗涤 得到最终沉淀物 在真空干燥箱中 干燥 此次光催化研究 选用罗丹明 作为降解物罗
4、丹明 的紫外吸收波长为 故而在实验中将可见风光光度计的波长设为 罗丹明 浓度与吸光度的线性关系为:结果与讨论 钡铜比掺杂钛酸钡的影响掺杂不同量的铜会对实验产生影响 不同钡铜比掺杂的光催化结果如表 所示 年第 期 九江学院学报(自然科学版)()(总第 期)(.)表 钡铜比的光催化结果()降解率()由表 可知 当掺杂的钡铜比为 时 罗丹明 的降解效果最好 在初始阶段降解效果会随着掺杂进的铜含量的增加而增加 随着掺杂的铜含量增加到一定程度后 降解效果会逐渐下降这可能是由于掺杂过量的铜后 钛酸钡的分子结构被破坏掺杂不同钡铜比钛酸钡的 射线衍射图可知掺杂的钡铜比为 组和 组与钛酸钡的出峰位置完全一致 没
5、有引入新的杂质 晶型较好掺杂比为 组、组和 组在 在 处出现了杂峰 这可能是由于掺杂的 增多 引入了 的离子半径与 的离子半径比较接近 掺杂的 部分取代了 在晶胞中的位置 掺杂比为 组钛酸钡标准卡片位置不符 故没有形成钛酸钡晶体结构图 掺杂不同钡铜比的钛酸钡的 射线衍射图对上述光催化结果进行荧光光谱分析 荧光光谱如图 所示图 纯样品和 掺杂样品的荧光光谱图和其局部放大图由图 可知 掺杂 后的钛酸钡峰没有出现新的峰 且峰的强度比掺杂前峰的强度低 说明掺杂后的电子与空穴的复合率低 改善了光催化性能 进而提高了光催化效果 这表明掺杂后的钛酸钡样品的光催化效果改善了 表明掺杂有效 图谱显示掺杂比为 的
6、样品 峰比纯 的峰值低 且结果与光催化降解罗丹明 结果相符 表明掺杂有效 效果好 对上述光催化结果进行紫外漫反射分析 紫外漫反射图谱如图 所示图 掺杂钛酸钡的紫外可见漫反射图和()图对其图谱进行分析如下:查阅文献可知纯钛酸钡的禁带宽度范围()掺杂 后钡铜比为 组样品的禁带宽度为 较纯钛酸钡试样禁带宽度变窄 说明掺杂是有效的且结果与光催化降解罗丹明 的结果一致 和荧光光谱分析结果相符 表明 组样品掺杂能够减小钛酸钡的禁带宽度 量对合成/影响不同 量对钛酸钡光催化降解罗丹明 的结果如表 所示 光催化的降解率随 量的出现增加先升高后降低的趋势 用量 时其降解率最大表 不同氢氧化钠量的光催化结果()降
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