Bi3.25La0.75Ti3O12纳米线的可见光催化性能

林雪 吕鹏 关庆丰 李海波 李洪吉 蔡杰 邹阳

引用本文: 林雪, 吕鹏, 关庆丰, 李海波, 李洪吉, 蔡杰, 邹阳. Bi3.25La0.75Ti3O12纳米线的可见光催化性能[J]. 物理化学学报, 2012, 28(08): 1978-1984. doi: 10.3866/PKU.WHXB201205172 shu
Citation:  LIN Xue, Lü Peng, GUAN Qing-Feng, LI Hai-Bo, LI Hong-Ji, CAI Jie, ZOU Yang. Visible Light Photocatalytic Properties of Bi3.25La0.75Ti3O12 Nanowires[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(08): 1978-1984. doi: 10.3866/PKU.WHXB201205172 shu

Bi3.25La0.75Ti3O12纳米线的可见光催化性能

  • 基金项目:

    环境友好材料制备与应用教育部重点实验室项目资助 

摘要:

研究了用一步水热法制备的掺镧钛酸铋(Bi3.25La0.75Ti3O12, BLT)纳米线的光学和可见光催化性能, 并对其晶体结构和微观结构用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段进行了表征. 结果表明, 制备的纳米线为纯相的Bi3.25La0.75Ti3O12, 平均直径约为25 nm. 室温光致发光谱(PL)显示BLT纳米线在433和565 nm附近有较强的发射峰, 分别对应激子发射和表面缺陷发光. 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明BLT样品的带隙能约为2.07 eV. 利用可见光(λ>420 nm)照射下的甲基橙降解实验评价了BLT样品的光催化性能. 结果表明, BLT的光催化活性比商用TiO2催化剂P25、掺氮TiO2和纯相钛酸铋(Bi4Ti3O12, BIT)高得多. BLT光催化剂具有更高催化活性的原因是La3+离子掺杂拓展了BIT对可见光的吸收范围, 同时抑制了BIT的光生电子-空穴的复合.

English

    1. [1]

      (1) Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37. doi: 10.1038/238037a0

      (1) Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37. doi: 10.1038/238037a0

    2. [2]

      (2) Lu, S.Y.;Wu, D.;Wang, Q. L.; Yan, J. H.; Buekens, A. G.; Cen,K. F. Chemosphere 2011, 82, 1215. doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.12.034(2) Lu, S.Y.;Wu, D.;Wang, Q. L.; Yan, J. H.; Buekens, A. G.; Cen,K. F. Chemosphere 2011, 82, 1215. doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.12.034

    3. [3]

      (3) Xie, J.;Wang, H.; Duan, M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (1),193. [谢娟, 王虎, 段明. 物理化学学报, 2011, 27 (1),193.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110124(3) Xie, J.;Wang, H.; Duan, M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (1),193. [谢娟, 王虎, 段明. 物理化学学报, 2011, 27 (1),193.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110124

    4. [4]

      (4) Yang, X. H.; Liu, C.; Liu, J. K.; Zhu, Z. C. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (12), 2939. [杨小红, 刘畅, 刘金库, 朱子春.物理化学学报, 2011, 27 (12), 2939.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112939(4) Yang, X. H.; Liu, C.; Liu, J. K.; Zhu, Z. C. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (12), 2939. [杨小红, 刘畅, 刘金库, 朱子春.物理化学学报, 2011, 27 (12), 2939.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112939

    5. [5]

      (5) Hu, Y. F.; Li, Y. X.; Peng, S. Q.; Lü, G. X.; Li, S. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24 (11), 2071. [胡元方, 李越湘, 彭绍琴, 吕功煊, 李树本. 物理化学学报, 2008, 24 (11), 2071.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20081123(5) Hu, Y. F.; Li, Y. X.; Peng, S. Q.; Lü, G. X.; Li, S. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24 (11), 2071. [胡元方, 李越湘, 彭绍琴, 吕功煊, 李树本. 物理化学学报, 2008, 24 (11), 2071.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20081123

    6. [6]

      (6) Zhang, L. S.;Wang, H. L.; Chen, Z. G.;Wong, P. K.; Liu, J. S.Appl. Catal. B: Environ. 2011, 106, 1.(6) Zhang, L. S.;Wang, H. L.; Chen, Z. G.;Wong, P. K.; Liu, J. S.Appl. Catal. B: Environ. 2011, 106, 1.

    7. [7]

      (7) Zhang, L.; Cao, X. F.; Chen, X. T.; Xue, Z. L. J. Colloid Interface Sci. 2011, 354, 630. doi: 10.1016/j.jcis.2010.11.042(7) Zhang, L.; Cao, X. F.; Chen, X. T.; Xue, Z. L. J. Colloid Interface Sci. 2011, 354, 630. doi: 10.1016/j.jcis.2010.11.042

    8. [8]

      (8) Selishchev, D. S.; Kolinko, P. A.; Kozlov, D. V. J. Photochem. Photobiol. A 2012, 229, 11. doi: 10.1016/j.jphotochem.2011.12.006(8) Selishchev, D. S.; Kolinko, P. A.; Kozlov, D. V. J. Photochem. Photobiol. A 2012, 229, 11. doi: 10.1016/j.jphotochem.2011.12.006

    9. [9]

      (9) Zhang, J.W.; Jin, Z. S.; Feng, C. X.; Yu, L. G.; Zhang, J.W.;Zhang, Z. J. J. Solid State Chem. 2011, 184, 3066. doi: 10.1016/j.jssc.2011.09.016(9) Zhang, J.W.; Jin, Z. S.; Feng, C. X.; Yu, L. G.; Zhang, J.W.;Zhang, Z. J. J. Solid State Chem. 2011, 184, 3066. doi: 10.1016/j.jssc.2011.09.016

    10. [10]

      (10) Su, Y. R.; Yu, J. G.; Lin, J. J. Solid State Chem. 2007, 180, 2080.doi: 10.1016/j.jssc.2007.04.028(10) Su, Y. R.; Yu, J. G.; Lin, J. J. Solid State Chem. 2007, 180, 2080.doi: 10.1016/j.jssc.2007.04.028

    11. [11]

      (11) Xu, J.;Wang,W. Z.; Shang, M.; Gao, E. P.; Zhang, Z. J.; Ren, J.J. Hazard. Mater. 2011, 196, 426. doi: 10.1016/j.jhazmat.2011.09.010(11) Xu, J.;Wang,W. Z.; Shang, M.; Gao, E. P.; Zhang, Z. J.; Ren, J.J. Hazard. Mater. 2011, 196, 426. doi: 10.1016/j.jhazmat.2011.09.010

    12. [12]

      (12) Wang, H. Q.;Wu, Z. B.; Liu, Y.;Wang, Y. J. Chemosphere 2008,74, 773.(12) Wang, H. Q.;Wu, Z. B.; Liu, Y.;Wang, Y. J. Chemosphere 2008,74, 773.

    13. [13]

      (13) Xu, J. J.; Chen, M. D.; Fu, D. G. Appl. Surf. Sci. 2011, 257,7381. doi: 10.1016/j.apsusc.2011.02.030(13) Xu, J. J.; Chen, M. D.; Fu, D. G. Appl. Surf. Sci. 2011, 257,7381. doi: 10.1016/j.apsusc.2011.02.030

    14. [14]

      (14) Ghorai, T. K.; Biswas, S. K.; Pramanik, P. Appl. Surf. Sci. 2008,254, 7498. doi: 10.1016/j.apsusc.2008.06.042(14) Ghorai, T. K.; Biswas, S. K.; Pramanik, P. Appl. Surf. Sci. 2008,254, 7498. doi: 10.1016/j.apsusc.2008.06.042

    15. [15]

      (15) Zhang, Y. L.; Deng, L. J.; Zhang, G. K.; Gan, H. H. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 2011, 384, 137.doi: 10.1016/j.colsurfa.2011.03.043(15) Zhang, Y. L.; Deng, L. J.; Zhang, G. K.; Gan, H. H. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 2011, 384, 137.doi: 10.1016/j.colsurfa.2011.03.043

    16. [16]

      (16) Zhang, H. P.; Lü, M. K.; Liu, S.W.; Xiu, Z. L.; Zhou, G. J.;Zhou, Y. Y.; Qiu, Z. F.; Zhang, A. Y.; Ma, Q. Surf. Coat. Tech.2008, 202, 4930. doi: 10.1016/j.surfcoat.2008.04.081(16) Zhang, H. P.; Lü, M. K.; Liu, S.W.; Xiu, Z. L.; Zhou, G. J.;Zhou, Y. Y.; Qiu, Z. F.; Zhang, A. Y.; Ma, Q. Surf. Coat. Tech.2008, 202, 4930. doi: 10.1016/j.surfcoat.2008.04.081

    17. [17]

      (17) Hou, J. G.; Jiao, S. Q.; Zhu, H. M.; Kumar, R. V. J. Solid State Chem. 2011, 184, 154. doi: 10.1016/j.jssc.2010.11.017(17) Hou, J. G.; Jiao, S. Q.; Zhu, H. M.; Kumar, R. V. J. Solid State Chem. 2011, 184, 154. doi: 10.1016/j.jssc.2010.11.017

    18. [18]

      (18) Kudo, A.; Hijii, S. Chem. Lett. 1999, 28 (10), 1103.(18) Kudo, A.; Hijii, S. Chem. Lett. 1999, 28 (10), 1103.

    19. [19]

      (19) Yao,W. F.; Xu, X. H.;Wang, H.; Zhou, J. T.; Yang, X. N.;Zhang, Y.; Shang, S. X.; Huang, B. B. Appl. Catal. B: Environ.2004, 52, 109. doi: 10.1016/j.apcatb.2004.04.002(19) Yao,W. F.; Xu, X. H.;Wang, H.; Zhou, J. T.; Yang, X. N.;Zhang, Y.; Shang, S. X.; Huang, B. B. Appl. Catal. B: Environ.2004, 52, 109. doi: 10.1016/j.apcatb.2004.04.002

    20. [20]

      (20) Yao,W. F.;Wang, H.; Xu, X. H.; Shang, S. X.; Hou, Y.; Zhang,Y.;Wang, M. Mater. Lett. 2003, 57, 1899. doi: 10.1016/S0167-577X(02)01097-2(20) Yao,W. F.;Wang, H.; Xu, X. H.; Shang, S. X.; Hou, Y.; Zhang,Y.;Wang, M. Mater. Lett. 2003, 57, 1899. doi: 10.1016/S0167-577X(02)01097-2

    21. [21]

      (21) Lin, X.; Lv, P.; Guan, Q. F.; Li, H. B.; Zhai, H. J.; Liu, C. B.Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 7146. doi: 10.1016/j.apsusc.2012.04.019(21) Lin, X.; Lv, P.; Guan, Q. F.; Li, H. B.; Zhai, H. J.; Liu, C. B.Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 7146. doi: 10.1016/j.apsusc.2012.04.019

    22. [22]

      (22) Wang, Z. Z.; Qi, Y. J.; Qi, H. Y.; Lu, C. J.;Wang, S. M. J. Mater. Sci.: Mater. Electron 2010, 21, 523. doi: 10.1007/s10854-009-9950-z(22) Wang, Z. Z.; Qi, Y. J.; Qi, H. Y.; Lu, C. J.;Wang, S. M. J. Mater. Sci.: Mater. Electron 2010, 21, 523. doi: 10.1007/s10854-009-9950-z

    23. [23]

      (23) Yao,W. F.;Wang, H.; Shang, S. X.; Xu, X. H.; Yang, X. N.;Zhang, Y.;Wang, M. J. Mol. Catal. A: Chem. 2003, 198, 343.doi: 10.1016/S1381-1169(02)00699-4(23) Yao,W. F.;Wang, H.; Shang, S. X.; Xu, X. H.; Yang, X. N.;Zhang, Y.;Wang, M. J. Mol. Catal. A: Chem. 2003, 198, 343.doi: 10.1016/S1381-1169(02)00699-4

    24. [24]

      (24) Lin, X.; Guan, Q. F.; Li, H. B.; Li, H. J.; Ba, C. H.; Deng, H. D.Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28 (6), 1481. [林雪, 关庆丰,李海波, 李洪吉, 巴春华, 邓海德. 物理化学学报, 2012, 28 (6),1481.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201203313(24) Lin, X.; Guan, Q. F.; Li, H. B.; Li, H. J.; Ba, C. H.; Deng, H. D.Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28 (6), 1481. [林雪, 关庆丰,李海波, 李洪吉, 巴春华, 邓海德. 物理化学学报, 2012, 28 (6),1481.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201203313

    25. [25]

      (25) Lin, X.; Guan, Q. F.; Li, H. B.; Liu, Y.; Zou, G. T. Sci. China Ser. G 2012, 55, 33. [林雪, 关庆丰, 李海波, 刘洋, 邹广田. 中国科学G, 2012, 55, 33.] doi: 10.1007/s11433-011-4574-8(25) Lin, X.; Guan, Q. F.; Li, H. B.; Liu, Y.; Zou, G. T. Sci. China Ser. G 2012, 55, 33. [林雪, 关庆丰, 李海波, 刘洋, 邹广田. 中国科学G, 2012, 55, 33.] doi: 10.1007/s11433-011-4574-8

    26. [26]

      (26) Xu, G. C.; Pan, L.; Guan, Q. F.; Zou, G. T. Acta Phys. Sin. 2006,55, 3080. [徐国成, 潘玲, 关庆丰, 邹广田. 物理学报,2006, 55, 3080.](26) Xu, G. C.; Pan, L.; Guan, Q. F.; Zou, G. T. Acta Phys. Sin. 2006,55, 3080. [徐国成, 潘玲, 关庆丰, 邹广田. 物理学报,2006, 55, 3080.]

    27. [27]

      (27) Yang, J. H.; Zheng, J. H.; Zhai, H. J.; Yang, L. L.; Lang, J. H.;Gao, M. J. Alloy. Compd. 2009, 481, 628. doi: 10.1016/j.jallcom.2009.03.108(27) Yang, J. H.; Zheng, J. H.; Zhai, H. J.; Yang, L. L.; Lang, J. H.;Gao, M. J. Alloy. Compd. 2009, 481, 628. doi: 10.1016/j.jallcom.2009.03.108

    28. [28]

      (28) Li, L.; Yang, H. Q.; Ma, J. H.; Jia, D. Z. Chin. J. Inorg. Chem.2012, 28 (1), 25. [李丽, 杨合情, 马军虎, 贾殿赠. 无机化学学报, 2012, 28 (1), 25.](28) Li, L.; Yang, H. Q.; Ma, J. H.; Jia, D. Z. Chin. J. Inorg. Chem.2012, 28 (1), 25. [李丽, 杨合情, 马军虎, 贾殿赠. 无机化学学报, 2012, 28 (1), 25.]

    29. [29]

      (29) Xu, D.; Gao, A. M.; Deng,W. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008,24 (7), 1219. [许迪, 高爱梅, 邓文礼. 物理化学学报, 2008,24 (7), 1219.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20080717(29) Xu, D.; Gao, A. M.; Deng,W. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008,24 (7), 1219. [许迪, 高爱梅, 邓文礼. 物理化学学报, 2008,24 (7), 1219.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20080717

    30. [30]

      (30) Zhu, X. Q.; Zhang, J. L.; Chen, F. Chemosphere 2010, 78, 1350.doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.01.002(30) Zhu, X. Q.; Zhang, J. L.; Chen, F. Chemosphere 2010, 78, 1350.doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.01.002

    31. [31]

      (31) Cheng, H. F.; Huang, B. B.; Dai, Y.; Qin, X. Y.; Zhang, X. Y.;Wang, Z. Y.; Jiang, M. H. J. Solid State Chem. 2009, 182, 2274.doi: 10.1016/j.jssc.2009.06.006(31) Cheng, H. F.; Huang, B. B.; Dai, Y.; Qin, X. Y.; Zhang, X. Y.;Wang, Z. Y.; Jiang, M. H. J. Solid State Chem. 2009, 182, 2274.doi: 10.1016/j.jssc.2009.06.006

    32. [32]

      (32) Li, B. X.;Wang, Y. F.; Liu, T. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011,27 (12), 2946. [李本侠, 王艳芬, 刘同宣. 物理化学学报,2011, 27 (12), 2946.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112946(32) Li, B. X.;Wang, Y. F.; Liu, T. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011,27 (12), 2946. [李本侠, 王艳芬, 刘同宣. 物理化学学报,2011, 27 (12), 2946.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112946

    33. [33]

      (33) to, T.; Noguchi, Y.; Soga, M.; Miyayama, M. Mater. Res. Bull. 2005, 40, 1044. doi: 10.1016/j.materresbull.2005.02.025

      (33) to, T.; Noguchi, Y.; Soga, M.; Miyayama, M. Mater. Res. Bull. 2005, 40, 1044. doi: 10.1016/j.materresbull.2005.02.025

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  983
  • 文章访问数:  2835
  • HTML全文浏览量:  62
文章相关
  • 发布日期:  2012-07-10
  • 收稿日期:  2012-04-09
  • 网络出版日期:  2012-05-17
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