非金属S掺杂对NaTaO3可见光下光催化性能的影响摘要
以Ta2O5为前驱体,Na2S2O3为S源,采用水热法成功合成了新型S掺杂NaTaO3,并以甲基橙为目标降解物,研究S元素掺杂对提高纳米NaTaO3的可见光光催化机理和反应历程。采用场发射扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外–可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)和X射线衍射仪(XRD)等对所得样品进行分析。实验结果表明,掺入S元素后,NaTaO3晶体的表面电荷和表面形貌没有发生明显变化。UV–Vis漫反射光谱分析结果表明S2–部分取代晶格中的O2–离子形成Ta–S–Ta键,掺杂后的NaTaO3–xSx样品的光响应范围拓展至可见光区域。光降解实验结果表明,S掺杂NaTaO3在可见光下其光催化活性明显高于纯相NaTaO3。这是因为在NaTaO3–xSx晶体内S2–离子取代了部分O2–离子形成掺杂态。GC-MS实验结果表明,NaTaO3–xSx样品能够在可见光条件下将甲基橙(质荷比m/z=304)降解至m/z=156,226和276的化合物,随着降解时间增加,可继续降解至m/z=156或m/z=212的化合物,并最终转化为无机小分子(SO42-,NO3-和NH4+)。而且,NaTaO3–xSx在光降解过程中非常稳定,重复使用10次后光催化活性因催化剂损失而略微下降。
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