注册 English

Ag掺杂型空心TiO2纳米微球的制备与表征及其光催化性能

姬平利 ,  王金刚 ,  朱晓丽 ,  孔祥正

downloadPDF
引用本文: 姬平利, 王金刚, 朱晓丽, 孔祥正. Ag掺杂型空心TiO2纳米微球的制备与表征及其光催化性能[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201206262 shu
Citation:  JI Ping-Li, WANG Jin-Gang, ZHU Xiao-Li, KONG Xiang-Zheng. Preparation of Silver Doped TiO2 Hollow Nanoparticles and Characterization of Their Structures and Photocatalytic Properties[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201206262 shu

Ag掺杂型空心TiO2纳米微球的制备与表征及其光催化性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20874040, 20904016) (20874040, 20904016)

    山东省高校科研发展计划(J10LB09)资助项目 (J10LB09)

摘要:

通过甲基丙烯酸与苯乙烯的乳液聚合制备了表面载有阴离子的聚苯乙烯(PSt)纳米乳胶粒. 在乙醇与水的混合溶剂中, 用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷对其进行表面改性. 以此乳胶粒为模板, 加入钛酸四丁酯和硝酸银制备了Ag2O掺杂型聚苯乙烯/二氧化钛(PSt/TiO2)复合微球. 对该微球在180 °C进行液相预处理、干燥、500 °C煅烧等步骤制备了Ag 掺杂型Ag-TiO2复合粒子. 通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等手段对PSt/TiO2复合粒子及Ag-TiO2空心粒子的形貌及晶体结构等进行了表征. 考察了Ag-TiO2复合粒子在紫外光(365 nm)与紫外-可见光(370-760 nm)下对罗丹明B (RhB)降解的催化活性. 结果表明, 与不含银的TiO2空心微球相比, 在紫外光照射下, 银含量(nAg/nTi)为0.1%的Ag-TiO2复合粒子对RhB的降解率提高了11%左右; 在紫外-可见光照射下, nAg/nTi为1.0%和2.0% 的Ag-TiO2复合粒子对RhB的降解率提高了30%左右.

English

    1. [1]

      (1) Mor, G. K.; Shankar, K.; Paulose, M.; Varghese, O. K.; Grimes,C. A. Nano Lett. 2006, 6, 215. doi: 10.1021/nl052099j

      (1) Mor, G. K.; Shankar, K.; Paulose, M.; Varghese, O. K.; Grimes,C. A. Nano Lett. 2006, 6, 215. doi: 10.1021/nl052099j

    2. [2]

      (2) Kuang, D.; Brillet, J.; Chen, P.; Takata, M.; Uchida, S.; Miura,H.; Sumioka, K.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. ACS Nano2008, 2, 1113. doi: 10.1021/nn800174y(2) Kuang, D.; Brillet, J.; Chen, P.; Takata, M.; Uchida, S.; Miura,H.; Sumioka, K.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. ACS Nano2008, 2, 1113. doi: 10.1021/nn800174y

    3. [3]

      (3) Chang, M. L.; Li, X. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1368.[常萌蕾, 李新军. 物理化学学报, 2012, 28, 1368.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201203161(3) Chang, M. L.; Li, X. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 1368.[常萌蕾, 李新军. 物理化学学报, 2012, 28, 1368.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201203161

    4. [4]

      (4) Xiao, Y. M.;Wu, J. H.; Yue, G. T.; Lin, J. M.; Huang, M. L.;Fan, L. Q.; Lan, Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 578. [肖尧明, 吴季怀, 岳根田, 林建明, 黄妙良, 范乐庆, 兰章. 物理化学学报, 2012, 28, 578.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201201032(4) Xiao, Y. M.;Wu, J. H.; Yue, G. T.; Lin, J. M.; Huang, M. L.;Fan, L. Q.; Lan, Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 578. [肖尧明, 吴季怀, 岳根田, 林建明, 黄妙良, 范乐庆, 兰章. 物理化学学报, 2012, 28, 578.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201201032

    5. [5]

      (5) Shin, B.;Won, J.; Son, T.; Kang, Y. S.; Kim, C. K. Chem. Commun. 2011, 47, 1734. doi: 10.1039/c0cc03851b(5) Shin, B.;Won, J.; Son, T.; Kang, Y. S.; Kim, C. K. Chem. Commun. 2011, 47, 1734. doi: 10.1039/c0cc03851b

    6. [6]

      (6) Fujishima, A.; Rao, T. N.; Tryk, D. A. J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2000, 1, 1. doi: 10.1016/S1389-5567(00)00002-2(6) Fujishima, A.; Rao, T. N.; Tryk, D. A. J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2000, 1, 1. doi: 10.1016/S1389-5567(00)00002-2

    7. [7]

      (7) Xu, Y.; Lu, K.; Xiong, Z.; Leng,W.; Du,W.; Liu, D.; Xue, X.J. Phys. Chem. C 2007, 111, 19024. doi: 10.1021/jp076364w(7) Xu, Y.; Lu, K.; Xiong, Z.; Leng,W.; Du,W.; Liu, D.; Xue, X.J. Phys. Chem. C 2007, 111, 19024. doi: 10.1021/jp076364w

    8. [8]

      (8) Wolfrum, E. J.; Huang, J.; Blake, D. M.; Maness, P. C.; Huang,Z.; Fiest, J.; Jacoby,W. A. Environ. Sci. Technol. 2002, 36,3412. doi: 10.1021/es011423j(8) Wolfrum, E. J.; Huang, J.; Blake, D. M.; Maness, P. C.; Huang,Z.; Fiest, J.; Jacoby,W. A. Environ. Sci. Technol. 2002, 36,3412. doi: 10.1021/es011423j

    9. [9]

      (9) Han, C.; Pelaez, M.; Likodimos, V.; Kontos, A. G.; Falaras, P.;O'Shea, K.; Dionysiou, D. D. Appl. Catal. B: Environ. 2011,107, 77. doi: 10.1016/j.apcatb.2011.06.039(9) Han, C.; Pelaez, M.; Likodimos, V.; Kontos, A. G.; Falaras, P.;O'Shea, K.; Dionysiou, D. D. Appl. Catal. B: Environ. 2011,107, 77. doi: 10.1016/j.apcatb.2011.06.039

    10. [10]

      (10) Pelaez, M.; Falaras, P.; Likodimos, V.; Kontos, A. G.; de laCruz, A. A.; O'Shea, K.; Dionysiou, D. D. Appl. Catal. B: Environ. 2010, 99, 378. doi: 10.1016/j.apcatb.2010.06.017(10) Pelaez, M.; Falaras, P.; Likodimos, V.; Kontos, A. G.; de laCruz, A. A.; O'Shea, K.; Dionysiou, D. D. Appl. Catal. B: Environ. 2010, 99, 378. doi: 10.1016/j.apcatb.2010.06.017

    11. [11]

      (11) Roy, P.; Berger, S.; Schmuki, P. Angew. Chem. Int. Edit. 2011,50, 2904. doi: 10.1002/anie.201001374(11) Roy, P.; Berger, S.; Schmuki, P. Angew. Chem. Int. Edit. 2011,50, 2904. doi: 10.1002/anie.201001374

    12. [12]

      (12) Gerischer, H.; Heller, A. J. Phys. Chem. 1991, 95, 5261. doi: 10.1021/j100166a063(12) Gerischer, H.; Heller, A. J. Phys. Chem. 1991, 95, 5261. doi: 10.1021/j100166a063

    13. [13]

      (13) Kormann, C.; Bahnemann, D.W.; Hoffmann, M. R. J. Phys. Chem. 1988, 92, 5196. doi: 10.1021/j100329a027(13) Kormann, C.; Bahnemann, D.W.; Hoffmann, M. R. J. Phys. Chem. 1988, 92, 5196. doi: 10.1021/j100329a027

    14. [14]

      (14) Cao, J.; Xu, B. Y.; Luo, B. D.; Lin, H. L.; Chen, S. F. Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 7083. doi: 10.1016/j.apsusc.2011.03.046(14) Cao, J.; Xu, B. Y.; Luo, B. D.; Lin, H. L.; Chen, S. F. Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 7083. doi: 10.1016/j.apsusc.2011.03.046

    15. [15]

      (15) Zhong, J. B.; Lu, Y.; Jiang,W. D.; Meng, Q. M.; He, X. Y.; Li, J.Z.; Chen, Y. Q. J. Hazard. Mater. 2009, 168, 1632. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.02.158(15) Zhong, J. B.; Lu, Y.; Jiang,W. D.; Meng, Q. M.; He, X. Y.; Li, J.Z.; Chen, Y. Q. J. Hazard. Mater. 2009, 168, 1632. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.02.158

    16. [16]

      (16) Cui,W. Q.; Feng, L. R.; Xu, C. H.; Lu, S. J.; Qiu, F. L. Acta Chim. Sin. 2005, 63, 203. [崔文权, 冯良荣, 徐成华, 吕绍洁,邱发礼. 化学学报, 2005, 63, 203.](16) Cui,W. Q.; Feng, L. R.; Xu, C. H.; Lu, S. J.; Qiu, F. L. Acta Chim. Sin. 2005, 63, 203. [崔文权, 冯良荣, 徐成华, 吕绍洁,邱发礼. 化学学报, 2005, 63, 203.]

    17. [17]

      (17) Lu, H. F.; Zhou, Y.; Xu, B. Q.; Chen, Y. F.; Liu, H. Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 459. [卢晗锋, 周瑛, 徐柏庆, 陈银飞, 刘化章. 物理化学学报, 2008, 24, 459.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20080319(17) Lu, H. F.; Zhou, Y.; Xu, B. Q.; Chen, Y. F.; Liu, H. Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 459. [卢晗锋, 周瑛, 徐柏庆, 陈银飞, 刘化章. 物理化学学报, 2008, 24, 459.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20080319

    18. [18]

      (18) Lin,W. C.; Chen, C. N.; Tseng, T. T.;Wei, M. H.; Hsieh, J. H.;Tseng,W. J. J. Eur. Ceram. Soc. 2010, 30, 2849. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2009.12.016(18) Lin,W. C.; Chen, C. N.; Tseng, T. T.;Wei, M. H.; Hsieh, J. H.;Tseng,W. J. J. Eur. Ceram. Soc. 2010, 30, 2849. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2009.12.016

    19. [19]

      (19) Li, A. C.; Li, G. H.; Zheng, Y.; Feng, L. L.; Zheng, Y. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 457. [李爱昌, 李桂花, 郑琰, 冯玲玲, 郑彦俊. 物理化学学报, 2012, 28, 457.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201112081(19) Li, A. C.; Li, G. H.; Zheng, Y.; Feng, L. L.; Zheng, Y. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 457. [李爱昌, 李桂花, 郑琰, 冯玲玲, 郑彦俊. 物理化学学报, 2012, 28, 457.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201112081

    20. [20]

      (20) Malagutti, A. R.; Mourao, H. A.; Garbin, J. R.; Ribeiro, C. Appl. Catal. B: Environ. 2009, 90, 205. doi: 10.1016/j.apcatb.2009.03.014(20) Malagutti, A. R.; Mourao, H. A.; Garbin, J. R.; Ribeiro, C. Appl. Catal. B: Environ. 2009, 90, 205. doi: 10.1016/j.apcatb.2009.03.014

    21. [21]

      (21) Liu, S. X.; Qu, Z. P.; Han, X.W.; Sun, C. L. Catal. Today 2004,93-95, 877.(21) Liu, S. X.; Qu, Z. P.; Han, X.W.; Sun, C. L. Catal. Today 2004,93-95, 877.

    22. [22]

      (22) Anandan, S.; Kumar, P. S.; Pugazhenthiran, N.; Madhavan, J.;Maruthamuthu, P. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008, 92, 929.doi: 10.1016/j.solmat.2008.02.020(22) Anandan, S.; Kumar, P. S.; Pugazhenthiran, N.; Madhavan, J.;Maruthamuthu, P. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008, 92, 929.doi: 10.1016/j.solmat.2008.02.020

    23. [23]

      (23) Nakamura, H.; Ishii, M.; Tsukigase, A.; Harada, M.; Nakano, H.Langmuir 2005, 21, 8918. doi: 10.1021/la050805q(23) Nakamura, H.; Ishii, M.; Tsukigase, A.; Harada, M.; Nakano, H.Langmuir 2005, 21, 8918. doi: 10.1021/la050805q

    24. [24]

      (24) Kondo, K.; Yoshikawa, H.; Awaga, K.; Murayama, M.; Mori, T.;Sunada, K.; Bandow, S.; Iijima, S. Langmuir 2008, 24, 547. doi: 10.1021/la702157r(24) Kondo, K.; Yoshikawa, H.; Awaga, K.; Murayama, M.; Mori, T.;Sunada, K.; Bandow, S.; Iijima, S. Langmuir 2008, 24, 547. doi: 10.1021/la702157r

    25. [25]

      (25) Wang, J. G.; Yu, J. M.; Xu, Y. J.; Kong, X. Z. Acta Polym. Sin.2011, (7), 778. [王金刚, 于洁玫, 徐云剑, 孔祥正. 高分子学报, 2011, (7), 778.](25) Wang, J. G.; Yu, J. M.; Xu, Y. J.; Kong, X. Z. Acta Polym. Sin.2011, (7), 778. [王金刚, 于洁玫, 徐云剑, 孔祥正. 高分子学报, 2011, (7), 778.]

    26. [26]

      (26) Imhof, A. Langmuir 2001, 17, 3579. doi: 10.1021/la001604j(26) Imhof, A. Langmuir 2001, 17, 3579. doi: 10.1021/la001604j

    27. [27]

      (27) Kartsonakis, I. A.; Liatsi, P.; Danilidis, I.; Bouzarelou, D.;Kordas, G. J. Phys. Chem. Solids 2008, 69, 214. doi: 10.1016/j.jpcs.2007.08.071(27) Kartsonakis, I. A.; Liatsi, P.; Danilidis, I.; Bouzarelou, D.;Kordas, G. J. Phys. Chem. Solids 2008, 69, 214. doi: 10.1016/j.jpcs.2007.08.071

    28. [28]

      (28) Amin, S. A.; Pazouki, M.; Hosseinnia, A. Powder Technol.2009, 196, 241. doi: 10.1016/j.powtec.2009.07.021(28) Amin, S. A.; Pazouki, M.; Hosseinnia, A. Powder Technol.2009, 196, 241. doi: 10.1016/j.powtec.2009.07.021

    29. [29]

      (29) Yang, X.; Xu, L. L.; Yu, X. D.; Guo, Y. H. Catal. Commun.2008, 9, 1224. doi: 10.1016/j.catcom.2007.11.008(29) Yang, X.; Xu, L. L.; Yu, X. D.; Guo, Y. H. Catal. Commun.2008, 9, 1224. doi: 10.1016/j.catcom.2007.11.008

    30. [30]

      (30) Luisetto, I.; Pepe, F.; Bemporad, E. J. Nanopart. Res. 2008, 10,59.(30) Luisetto, I.; Pepe, F.; Bemporad, E. J. Nanopart. Res. 2008, 10,59.

    31. [31]

      (31) Cheng, Q. L.; Li, C. Z.; Pavlinek, V.; Saha, P.;Wang, H. B.Appl. Surf. Sci. 2006, 252, 4154. doi: 10.1016/j.apsusc.2005.06.022(31) Cheng, Q. L.; Li, C. Z.; Pavlinek, V.; Saha, P.;Wang, H. B.Appl. Surf. Sci. 2006, 252, 4154. doi: 10.1016/j.apsusc.2005.06.022

    32. [32]

      (32) Weaver, J. F.; Hoflund, G. B. Chem. Mater. 1994, 6, 1693. doi: 10.1021/cm00046a022(32) Weaver, J. F.; Hoflund, G. B. Chem. Mater. 1994, 6, 1693. doi: 10.1021/cm00046a022

    33. [33]

      (33) Wang, P.; Huang, B. B.; Qin, X. Y.; Zhang, X. Y.; Dai, Y.;Wei,J. Y.; Whangbo, M. H. Angew. Chem. Int. Edit. 2008, 47, 7931.doi: 10.1002/anie.200802483(33) Wang, P.; Huang, B. B.; Qin, X. Y.; Zhang, X. Y.; Dai, Y.;Wei,J. Y.; Whangbo, M. H. Angew. Chem. Int. Edit. 2008, 47, 7931.doi: 10.1002/anie.200802483

    34. [34]

      (34) Lee, M. S.; Hong, S. S.; Mohseni, M. J. Mol. Catal. A: Chem.2005, 242, 135. doi: 10.1016/j.molcata.2005.07.038(34) Lee, M. S.; Hong, S. S.; Mohseni, M. J. Mol. Catal. A: Chem.2005, 242, 135. doi: 10.1016/j.molcata.2005.07.038

    35. [35]

      (35) Sun, L.; Li, J.;Wang, C.; Li, S.; Lai, Y.; Chen, H.; Lin, C.J. Hazard. Mater. 2009, 171, 1045. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.06.115(35) Sun, L.; Li, J.;Wang, C.; Li, S.; Lai, Y.; Chen, H.; Lin, C.J. Hazard. Mater. 2009, 171, 1045. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.06.115

    36. [36]

      (36) Zhao,W.; Feng, L. L.; Yang, R.; Zheng, J.; Li, X. G. Appl. Catal. B: Environ. 2011, 103, 181. doi: 10.1016/j.apcatb.2011.01.025(36) Zhao,W.; Feng, L. L.; Yang, R.; Zheng, J.; Li, X. G. Appl. Catal. B: Environ. 2011, 103, 181. doi: 10.1016/j.apcatb.2011.01.025

    37. [37]

      (37) Zielinska, A.; Kowalska, E.; Sobczak, J.W.; Lacka, I.; Gazda,M.; Ohtani, B.; Hupka, J.; Zaleska, A. Sep. Purif. Technol.2010, 72, 309. doi: 10.1016/j.seppur.2010.03.002(37) Zielinska, A.; Kowalska, E.; Sobczak, J.W.; Lacka, I.; Gazda,M.; Ohtani, B.; Hupka, J.; Zaleska, A. Sep. Purif. Technol.2010, 72, 309. doi: 10.1016/j.seppur.2010.03.002

    38. [38]

      (38) Sung-Suh, H. M.; Choi, J. R.; Hah, H. J.; Koo, S. M.; Bae, Y. C.J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2004, 163, 37. doi: 10.1016/S1010-6030(03)00428-3(38) Sung-Suh, H. M.; Choi, J. R.; Hah, H. J.; Koo, S. M.; Bae, Y. C.J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2004, 163, 37. doi: 10.1016/S1010-6030(03)00428-3

    39. [39]

      (39) Awazu, K.; Fujimaki, M.; Rockstuhl, C.; Tominaga, J.;Murakami, H.; Ohki, Y.; Yoshida, N.;Watanabe, T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1676. doi: 10.1021/ja076503n(39) Awazu, K.; Fujimaki, M.; Rockstuhl, C.; Tominaga, J.;Murakami, H.; Ohki, Y.; Yoshida, N.;Watanabe, T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1676. doi: 10.1021/ja076503n

    40. [40]

      (40) Wen, Y. Y.; Ding, H. M. Chin. J. Catal. 2011, 32, 36. [温艳媛,丁旵明. 催化学报, 2011, 32, 36.] doi: 10.1016/S1872-2067(10)60157-X

      (40) Wen, Y. Y.; Ding, H. M. Chin. J. Catal. 2011, 32, 36. [温艳媛,丁旵明. 催化学报, 2011, 32, 36.] doi: 10.1016/S1872-2067(10)60157-X

  • 加载中
WeChat 扫一扫看文章
计量
  • PDF下载量:  1103
  • 文章访问数:  2636
  • HTML全文浏览量:  60
文章相关
  • 发布日期:  2012-08-02
  • 收稿日期:  2012-04-05
  • 网络出版日期:  2012-06-26
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

All Rights Reserved by the Chinese Chemical Society   中国化学会 版权所有 京ICP备05002797号

本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发    技术支持: info@rhhz.net