原位碳、氮共掺杂二氧化钛空心球的制备与可见光光催化性能

刘素芹 ,  戴高鹏 ,  梁英 ,  刘华俊 ,  梁桂杰

引用本文: 刘素芹, 戴高鹏, 梁英, 刘华俊, 梁桂杰. 原位碳、氮共掺杂二氧化钛空心球的制备与可见光光催化性能[J]. 物理化学学报, 2013, 29(03): 585-589. doi: 10.3866/PKU.WHXB201212253 shu
Citation:  LIU Su-Qin, DAI Gao-Peng, LIANG Ying, LIU Hua-Jun, LIANG Gui-Jie. Fabrication and Visible-Light Photocatalytic Activity of In situ Carbon and Nitrogen Co-Doped TiO2 Hollow Sphere[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(03): 585-589. doi: 10.3866/PKU.WHXB201212253 shu

原位碳、氮共掺杂二氧化钛空心球的制备与可见光光催化性能

  • 基金项目:

    湖北省自然科学基金(2012FFB01903) (2012FFB01903)

    湖北省教育厅项目(T201215, Z20102601, Q20122507)资助 (T201215, Z20102601, Q20122507)

摘要:

在H2O2-HF 的乙醇-水混合溶液中, 通过水热处理碳氮化钛(TiCN)制备了碳、氮共掺杂TiO2 空心球(CNTH). 用X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X 射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱表征了所制备的样品. 在可见光(λ≥400 nm)照射下, 通过降解甲基蓝检测了碳、氮共掺杂TiO2空心球的光催化活性. 结果表明, 源于TiCN中的部分碳和氮原子原位掺入了TiO2的晶格中, 部分碳掺入TiO2点阵的间隙中. 该材料在整个可见光区展示了增强的可见光吸收, 其带边明显红移. 光催化研究表明在强可见光吸收和独特的空心球结构的协同作用下, 碳、氮共掺杂TiO2空心球展示了比P25更高的可见光光催化活性.

English

    1. [1]

      (1) Chen, X. B.; Mao, S. S. Chem. Rev. 2007, 107, 2891. doi: 10.1021/cr0500535

      (1) Chen, X. B.; Mao, S. S. Chem. Rev. 2007, 107, 2891. doi: 10.1021/cr0500535

    2. [2]

      (2) Shen, J. J.; Liu, C.; Zhu, Y. D.; Li,W.; Feng, X.; Lu, X. H. ActaPhys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1013. [沈晶晶, 刘畅, 朱育丹,李伟, 冯新, 陆小华. 物理化学学报, 2009, 25, 1013.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090421(2) Shen, J. J.; Liu, C.; Zhu, Y. D.; Li,W.; Feng, X.; Lu, X. H. ActaPhys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1013. [沈晶晶, 刘畅, 朱育丹,李伟, 冯新, 陆小华. 物理化学学报, 2009, 25, 1013.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090421

    3. [3]

      (3) Yang, T. S.; Yang, M. C.; Shiu, C. B.; Chang,W. K.;Wong, M.S. Appl. Surf. Sci. 2006, 252, 3729. doi: 10.1016/j.apsusc.2005.05.070(3) Yang, T. S.; Yang, M. C.; Shiu, C. B.; Chang,W. K.;Wong, M.S. Appl. Surf. Sci. 2006, 252, 3729. doi: 10.1016/j.apsusc.2005.05.070

    4. [4]

      (4) Asahi, R.; Morikawa, T.; Ohwaki, T. Science 2001, 293, 269.doi: 10.1126/science.1061051(4) Asahi, R.; Morikawa, T.; Ohwaki, T. Science 2001, 293, 269.doi: 10.1126/science.1061051

    5. [5]

      (5) Li, X. B.; Jiang, X. Y.; Huang, J. H.;Wang, X. J. Chin. J. Chem.2008, 26, 2161. doi: 10.1002/cjoc.v26:12(5) Li, X. B.; Jiang, X. Y.; Huang, J. H.;Wang, X. J. Chin. J. Chem.2008, 26, 2161. doi: 10.1002/cjoc.v26:12

    6. [6]

      (6) Wu, G. S.; Nishikawa, T.; Ohtani, B.; Chen, A. C. Chem. Mater.2007, 19, 4530. doi: 10.1021/cm071244m(6) Wu, G. S.; Nishikawa, T.; Ohtani, B.; Chen, A. C. Chem. Mater.2007, 19, 4530. doi: 10.1021/cm071244m

    7. [7]

      (7) Yu, J. G.; Dai, G. P.; Xiang, Q. J.; Jaroniec, M. J. Mater. Chem.2011, 21, 1049. doi: 10.1039/c0jm02217a(7) Yu, J. G.; Dai, G. P.; Xiang, Q. J.; Jaroniec, M. J. Mater. Chem.2011, 21, 1049. doi: 10.1039/c0jm02217a

    8. [8]

      (8) Yu, J. C.; Ho,W. K.; Yu, J. G.; Yip, H. Y.;Wong, P. K.; Zhao, J.C. Environ. Sci. Technol. 2005, 39, 1175. doi: 10.1021/es035374h(8) Yu, J. C.; Ho,W. K.; Yu, J. G.; Yip, H. Y.;Wong, P. K.; Zhao, J.C. Environ. Sci. Technol. 2005, 39, 1175. doi: 10.1021/es035374h

    9. [9]

      (9) Wei, Y. F.; Ni, L. S.; Cui, P. J. Hazard. Mater. 2008, 156, 135.doi: 10.1016/j.jhazmat.2007.12.018(9) Wei, Y. F.; Ni, L. S.; Cui, P. J. Hazard. Mater. 2008, 156, 135.doi: 10.1016/j.jhazmat.2007.12.018

    10. [10]

      (10) Chen, D. M.; Jiang, Z. Y.; Geng, J. Q.;Wang, Q.; Yang, D. Ind.Eng. Chem. Res. 2007, 46, 2741. doi: 10.1021/ie061491k(10) Chen, D. M.; Jiang, Z. Y.; Geng, J. Q.;Wang, Q.; Yang, D. Ind.Eng. Chem. Res. 2007, 46, 2741. doi: 10.1021/ie061491k

    11. [11]

      (11) Wu, Y. M.; Xing, M. Y.; Zhang, J. L. J. Hazard. Mater. 2011,192, 368.(11) Wu, Y. M.; Xing, M. Y.; Zhang, J. L. J. Hazard. Mater. 2011,192, 368.

    12. [12]

      (12) Tian, H. J.; Hu, L. H.; Zhang, C. N.; Mo, L.; Li,W. X.; Sheng,J.; Dai, S. Y. J. Mater. Chem. 2012, 22, 9123. doi: 10.1039/c2jm16896k(12) Tian, H. J.; Hu, L. H.; Zhang, C. N.; Mo, L.; Li,W. X.; Sheng,J.; Dai, S. Y. J. Mater. Chem. 2012, 22, 9123. doi: 10.1039/c2jm16896k

    13. [13]

      (13) Dolat, D.; Quici, N.; Kusiak Nejman, E.; Morawski, A.W.;Pum, G. L. Appl. Catal. B 2012, 115-116, 81.(13) Dolat, D.; Quici, N.; Kusiak Nejman, E.; Morawski, A.W.;Pum, G. L. Appl. Catal. B 2012, 115-116, 81.

    14. [14]

      (14) Wang, X.; Lim, T. T. Appl. Catal. B 2010, 100, 355. doi: 10.1016/j.apcatb.2010.08.012(14) Wang, X.; Lim, T. T. Appl. Catal. B 2010, 100, 355. doi: 10.1016/j.apcatb.2010.08.012

    15. [15]

      (15) Zhang, X. Y.; Cui, X. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1829.[张晓艳, 崔晓莉. 物理化学学报, 2009, 25, 1829.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090905(15) Zhang, X. Y.; Cui, X. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1829.[张晓艳, 崔晓莉. 物理化学学报, 2009, 25, 1829.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090905

    16. [16]

      (16) Li, H.; Bian, Z.; Zhu, J.; Zhang, D. Q.; Li, G. S.; Huo, Y. N.; Li,H.; Lu, Y. F. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8406. doi: 10.1021/ja072191c(16) Li, H.; Bian, Z.; Zhu, J.; Zhang, D. Q.; Li, G. S.; Huo, Y. N.; Li,H.; Lu, Y. F. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8406. doi: 10.1021/ja072191c

    17. [17]

      (17) Yu, J. G.; Liu, S.W.; Yu, H. G. J. Catal. 2007, 249, 59. doi: 10.1016/j.jcat.2007.03.032(17) Yu, J. G.; Liu, S.W.; Yu, H. G. J. Catal. 2007, 249, 59. doi: 10.1016/j.jcat.2007.03.032

    18. [18]

      (18) Syoufian, A.; Satriya, O. H.; Nakashima, K. Catal. Commun.2007, 8, 755. doi: 10.1016/j.catcom.2006.08.047(18) Syoufian, A.; Satriya, O. H.; Nakashima, K. Catal. Commun.2007, 8, 755. doi: 10.1016/j.catcom.2006.08.047

    19. [19]

      (19) Gu, D. E.; Lu, Y.; Yang, B. C.; Hu, Y. D. Chem. Commun. 2008,2453.(19) Gu, D. E.; Lu, Y.; Yang, B. C.; Hu, Y. D. Chem. Commun. 2008,2453.

    20. [20]

      (20) Wang, H. Q.;Wu, Z. B.; Liu, Y. J. Phys. Chem. C 2009, 113,13317.(20) Wang, H. Q.;Wu, Z. B.; Liu, Y. J. Phys. Chem. C 2009, 113,13317.

    21. [21]

      (21) Wu, Z. B.; Dong, F.; Zhao,W. R.;Wang, H. Q.; Liu, Y.; Guan,B. H. Nanotechnology 2009, 20, 235701. doi: 10.1088/0957-4484/20/23/235701(21) Wu, Z. B.; Dong, F.; Zhao,W. R.;Wang, H. Q.; Liu, Y.; Guan,B. H. Nanotechnology 2009, 20, 235701. doi: 10.1088/0957-4484/20/23/235701

    22. [22]

      (22) Nakamura, R.; Tanaka, T.; Nakato, Y. J. Phys. Chem. B 2004,108, 10617.(22) Nakamura, R.; Tanaka, T.; Nakato, Y. J. Phys. Chem. B 2004,108, 10617.

    23. [23]

      (23) Yu, J. G.; Yu, X. X. Enviro. Sci. Technol. 2008, 42, 4902. doi: 10.1021/es800036n

      (23) Yu, J. G.; Yu, X. X. Enviro. Sci. Technol. 2008, 42, 4902. doi: 10.1021/es800036n

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  915
  • 文章访问数:  1904
  • HTML全文浏览量:  64
文章相关
  • 发布日期:  2013-02-25
  • 收稿日期:  2012-10-02
  • 网络出版日期:  2012-12-25
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章