分级结构之高性能光催化降解材料:ZnFe2O4/Fe2TiO5/TiO2纳米管阵列

内容简介 

TiO2纳米管阵列具有丰富的电子渗流路径和优异的电荷转移性能,被广泛用于光催化裂解水和污染物降解。然而,TiO2只能吸收紫外光(约占太阳光波长的4~5%),限制了太阳光的利用率。

西南科技大学晏敏皓、熊昆等人提出一种新的偏压辅助沉积法,将ZnFe2O4纳米晶均匀分散在TiO2纳米管阵列的管壁上,制备了一种ZnFe2O4/Fe2TiO5/TiO2纳米管阵列复合材料。此复合结构中I型和II型能带结构共存并交错排布,有效促进了光生电子-空穴对的分离,从而大大提高了可见光吸收和可见光催化活性。

文章发表于Nano-Micro Letters期刊2018年第10卷第1期,详情请阅读全文,可免费获取。本文也在微信(nanomicroletters)、微博(纳微快报NML)、科学网博客、Facebook、Twitter等期刊新媒体推出,请大家多关注和阅读。早期的微信推文请关注网站(http://nmsci.cn)。

文章题目HeterostructuredZnFe2O4/Fe2TiO5/TiO2 Composite Nanotube Arrays with an Improved PhotocatalysisDegradation Efficiency Under Simulated Sunlight Irradiation

关键词:TiO2纳米管阵列,ZnFe2O4纳米晶,钛酸铁(Fe2TiO5),光催化,甲基蓝,异质结

引用信息:Kun Xiong . Kunzhou Wang . Lin Chen . Xinqing Wang. Qingbo Fan . Je´re´mie Courtois . Yuliang Liu . Xianguo Tuo . Minhao Yan, Nano-Micro Lett. (2018) 10: 17. https://doi.org/10.1007/s40820-017-0169-x

图文导读

图1:偏压辅助灌注过程示意图

图2:a)表面形貌的扫描电镜图像, b)原始TONTAs横断面形态SEM图,c)原始TONTAs的TEM图,d)ZFO纳米晶的TEM图,e)原始ZFO/TONTAs的SEM图,f)原始ZFO/TONTAs的TEM图,g)f的左侧,h)f的中间,i)f的右侧,j)ZFO/FTO/TONTAs在750℃退火的SEM图。

图3:a)650 ℃, b) 750 ℃,c) 850 ℃退火后的ZFO/FTO/TONTAs的XRD图像。


图4:a)TONTAs在600 ℃退火和ZFO/FTO/TONTAs在 750 ℃退火后的XPS光谱,b)TONTAs在600 ℃退火和c)ZFO/FTO/TONTAs在 750 ℃退火后的钛2p芯能级的XPS谱,ZFO/FTO/TONTAs在 750 ℃退火后的d) Fe 2p, e) Zn 2p,  f) O 1s芯能级的XPS谱

图5:ZFO纳米晶的紫外可见漫反射吸收光谱:TONTAs在600 ℃退火和ZFO/FTO/TONTAs在 750 ℃退火,插图显示了相应的放大光谱。

图6:a)MB的光催化降解与ZFO纳米晶下模拟太阳光照射时间的关系,TONTAs在600 ℃退火和ZFO/FTO/TONTAs在 750 ℃退火,b)ZFO/FTO/TONTAs的回收试验,c)紫外-可见吸光度与辐照时间的函数关系

图7:a)ZFO, TONTAs, ZFO/FTO/TONTAs的PL谱图,b)1.0 V时,0.1 M Na2SO4溶液中,模拟TONTAs和ZFO/FTO/TONTAs的光反应,照明每50秒中断一次。

图8:被分配到所制备的ZFO和TONTAs的入射光子能量曲线

图9:a)ZFO/FTO/TONTAs异质结,b)I型带对准,c)Ⅱ型带对准的能带结构示意图

通讯作者简介


晏敏皓,西南科技大学研究员,法国公立曼恩大学(勒芒大学)和国家科研中心博士,法国丹尼•狄德罗大学和国家科研中心博士后。四川省海外高层次人才“百人计划”,绵阳市“军民融合高层次创新人才”。美国化学学会(ACS)会员,中国微纳米技术学会青年工作委员会委员,中国核学会锕系物理与化学分会理事。在ACS Nano、Applied Physics Letters等期刊发表论文三十余篇,国际学术会议邀请报告三十余次。主持项目10项。

主要研究领域

  • 胶体纳米材料与界面行为
  • 超分子自组装材料
  • 放射性核素在水环境中的迁移

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期刊简介

Nano-Micro Letters 是上海交通大学主办的英文学术期刊,主要报道纳米/微米尺度相关的最新高水平科研成果与评论文章及快讯,在 Springer 平台开放获取(open-access)出版。已被 SCI、Ei、SCOPUS、DOAJ、知网、万方等数据库收录,影响因子4.849。JCR学科分区在材料学科和物理学科均居Q1区。近年来,该刊入选“中国科技期刊国际影响力提升计划”和“上海市高水平高校学术期刊支持计划”项目资助,多次获得“中国最具国际影响力学术期刊”、 “高校百佳科技期刊奖”、“上海市高校精品期刊奖”、“优秀期刊网站奖”等荣誉。

期刊执行严格的同行评议,提供英文润色、图片精修、封面图片设计等服务。出版周期1-2个月 左右,高水平论文可加快出版。欢迎关注和投稿。

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