低温合成四方相BaTiO3及其压电催化性能
胡志文, 董伟霞, 包启富, 李萍
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230462
基于淀粉糊化机制低温合成了四方相BaTiO3粉体。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、X射线光电子能谱对合成粉体的形貌、物相进行表征;在超声条件下,以系列典型染料为降解对象测试BaTiO3压电催化性能。结果显示,煅烧温度为600 ℃时即可获得四方相BaTiO3粉体,且随着温度的提升,结晶度逐渐增加;当煅烧温度为700 ℃时,合成的BaTiO3粉体尺寸分布均匀,分散度良好,呈现类立方体状;在超声驱动下,BaTiO3降解罗丹明B、刚果红、甲基橙染料时均展现出良好的效果,反应速率常数分别为1.090×10-2、1.113×10-2、1.084×10-2 min-1,并以降解刚果红为对象揭示其压电催化的机理,即空穴和超氧自由基是降解过程中的主要反应物质。
关键词: 淀粉糊化, 低温, BaTiO3, 压电催化
形貌对BaTiO3压电催化性能的影响
胡志文, 李萍, 杨玉龙, 董伟霞, 包启富
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240172
合成了颗粒状、立方体状、纤维状和片状的BaTiO3粉体,并采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱对合成粉体的物相、形貌进行表征;比较不同形貌、催化条件下BaTiO3粉体的压电催化活性,并结合有限元分析解释了压电催化活性差异的原因。结果显示,片状形貌下的BaTiO3粉体具有压电催化活性优势,原因在于其产生了高压电势。且当催化剂固含量为2 g·L-1、超声频率为40 kHz、染料质量浓度为5 mg·L-1时具有较优的催化活性,并结合自由基捕获实验揭示了片状BaTiO3压电催化降解罗丹明B (RhB)染料的机制,即超氧自由基和羟基自由基作为主要反应物实现了污染物的降解。
关键词: BaTiO3, 形貌, 动力学, 压电催化

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