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通过TRPL研究催化剂的光学性能

发布时间:2021-09-07 09:00:59 浏览量:4173 作者:Anna

摘要

TiO2通过太阳能转化为化学能源,有望解决环境问题。然而由于其较差的光学响应(低于400nm),极大限制了其大规模应用。在此

研究中,首次以偕胺肟基聚丙烯腈(PAN)纤维为载体,通过水热法合成了可见光驱动的TiO2催化剂。纤维状双齿配体不仅通过配体-

金属电荷转移(LMCT)敏化实现TiO2的可见光捕获,而且在制备过程中实现了N原子进入TiO2晶格。这种独特的结构使TiO2具有很

高的光催化活性,在可见光照射下(λ>420nm)降解几种新型的有机污染物,这是由LMCT和n掺杂机制决定的。

正文


太阳能驱动的光催化技术被认为是解决日益严重的环境污染问题的一种有前的方法。将太阳能转化成化学能的过程中,TiO2在解决

环境问题方面有着广阔的前景。在此研究中,首次以偕胺肟基聚丙烯腈(PAN)纤维为载体通过水热法成功合成了可见光驱动的TiO2

催化剂。纤维双齿配体不仅通过配体-金属电荷转移(LMCT)敏化实现了TiO2可见光的收集,而且在制备过程中实现了N原子进入到

TiO2晶格。这种独特的结构使TiO2在可见光照射下有很高的光催化活性,可降解多种新型有机污染物。并且,纤维载体表现出对活性

氧化物种的高抗性,并使所制备的催化剂具有良好的循环稳定性,表明构建的光催化系统具有长期应用的稳定性。此研究结果为环境修

复中可见光驱动光催化剂的设计提供了一种新的策略。


TRPL(时间分辨光致发光)的测试分析通过XperRF系列(Nanobase co.,Ltd.,South Korea),采用单光子计数(tcspc)法。

通过TRPL来进一步研究比较了TiO2-PAN和P25-PAN两种催化剂的光学性能。如图1所示,TiO2-PAN和P25-PAN的衰变曲线用双指

数函数进行了很好的拟合,据此来计算他们的寿命。结果表明,TiO2-PAN相比于P25-PAN表现出更长的载流子寿命,分别为TiO2-

PAN(2.075ns)和P25-PAN(1.275ns),进一步证明了TiO2-PAN的高效电荷分离。TiO2-PAN良好的光学特性是由于其粒径较

小、结晶率较低,这有利于配体对TiO2的LMCT敏化有好处。因此,在可见光照射下TiO2-PAM作为LMCT的增敏剂表现出比P25-

PAM更好的光催化性能,而不是TiO2的直接激发



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相关文献:

Zhenbang Han,Xiaoming Zhao,etc. Facile synthesis of amidoximated PAN fiber-supported TiO2 for visible light driven photocatalysis[J]. Colloids and Surfaces A, 2020, 600: 124947.