Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Наноматериалы

Простой метод получения гетероперехода Cu2O-TiO2 NTA с видимой фотокаталитической активностью

Аннотация

На основе высокоупорядоченного TiO 2 массивы нанотрубок (NTA), мы успешно изготовили Cu 2 O-TiO 2 Впервые гетеропереход NTA с помощью простого процесса термического разложения. Анодный TiO 2 НТА функционировали как «наноконтейнер» и «нанореакторы» для загрузки и синтеза узкополосного Cu 2 O наночастицы. Загруженный Cu 2 O расширенный спектр поглощения TiO 2 НТА от ультрафиолетового диапазона до видимого света. Мы обнаружили, что Cu 2 O-TiO 2 Пленки гетероперехода NTA проявляли видимую активность по отношению к фотокаталитическому разложению метилового оранжевого (МО). Фотокаталитические способности Cu 2 O-TiO 2 Было обнаружено, что пленки гетероперехода NTA увеличиваются с помощью Cu 2 Содержание О от 0,05 до 0,3 моль / л. Это можно объяснить большим количеством генерируемых электронно-дырочных пар и меньшей рекомбинацией, когда Cu 2 O-TiO 2 образовался гетеропереход. Здесь мы предлагаем этот многообещающий метод, надеясь, что он может облегчить массовое производство и применение Cu 2 O-TiO 2 Гетеропереход NTA.

Фон

В настоящее время, когда все больше и больше внимания уделяется проблемам окружающей среды, изучение материалов для очистки воды стало непрерывным потоком [1,2,3,4]. Были предложены сотни стратегий очистки загрязненной воды. Однако было много проблем, таких как низкая эффективность, низкая скорость рециркуляции и вторичное загрязнение окружающей среды, что ограничивало их дальнейшее применение [5,6,7]. Полупроводниковые материалы рассматривались как перспективный кандидат, а оксид титана был признан одним из лучших фотокаталитических материалов из-за его высокой фотокаталитической активности и хорошей химической и механической стабильности [8,9,10,11,12]. Недавно TiO 2 Материалы с массивом нанотрубок (НТ) были широко изучены, и было доказано, что трубчатая морфология является многообещающей структурой для фотокатализа. По сравнению с другими микрокосмическими морфологиями TiO 2 Массивы NT обладают рядом существенных преимуществ [13,14,15,16,17]. Во-первых, уникальная трубчатая структура может повысить эффективность переноса электронов и сдерживать рекомбинацию носителей, что в дальнейшем будет производить больше активных форм кислорода (АФК) [18, 19]. Во-вторых, TiO 2 Массивы NT намного проще переработать, чем TiO 2 порошковые фотокатализаторы [20,21,22,23,24]. В-третьих, TiO 2 Матрицы NT имеют большую удельную поверхность и высокую поверхностную энергию. Однако из-за относительно больших зазоров (~ 3,2 эВ). TiO 2 Фотокатализатор NT активен только при УФ-облучении [25,26,27,28]. Фактически, фотокатализатор, способный реагировать с помощью видимого света, несомненно, получит очевидные преимущества. В настоящее время целью исследований фотокатализаторов является регулировка полосы их светового отклика и повышение их фотокаталитической эффективности.

Построение гетерогенного TiO 2 фотокатализаторы с узкой запрещенной зоной - одна из горячих точек, когда мы пытаемся преодолеть такие препятствия. Узкополосные полупроводники, такие как Cu 2 O, CdS, CdTe, PbS и Bi 2 О 3 , были изучены для создания TiO 2 фотокатализаторы на гетеропереходах [29,30,31,32,33,34]. Среди них Cu 2 O (с прямой щелью ~ 2.2 эВ) рассматривается как один из лучших кандидатов. Для Cu 2 О, полоса отклика составляет около 560 нм, а его запрещенная структура хорошо согласуется с уровнем энергии TiO 2 НЦ. Как схематично показано на рис. 1, при возбуждении видимым светом генерируются пары электрон / дырка, и фотоиндуцированные электроны возбуждаются в зону проводимости Cu 2 O, а затем переходят в зону проводимости TiO 2 , подавляющее рекомбинацию электронов и дырок. Эта структура гетероперехода решает проблему, заключающуюся в том, что TiO 2 материалы не могут реагировать на видимый свет и проблема, заключающаяся в том, что пары электрон / дырка генерируются на Cu 2 O легко рекомбинировать. С этой точки зрения Cu 2 O-TiO 2 Материалы структуры гетероперехода NTA гарантировали естественное преимущество при фотокатализе в видимом свете.

Принципиальная структурная схема Cu 2 O-TiO 2 Гетеропереход NTA. При освещении видимым светом электроны возбуждались в зону проводимости Cu 2 O частицы, а затем перешли в зону проводимости TiO 2 для соответствующей структуры запрещенной зоны

Общий подход к приготовлению Cu 2 O-TiO 2 Фотокатализаторы на гетеропереходах включают химическое соосаждение и электроосаждение, и продукты показали многообещающие фотокаталитические характеристики. Но приготовить Cu 2 все еще сложно. O-TiO 2 фотокатализаторы на гетеропереходах с хорошим качеством за счет использования простого и недорогого метода. Вдохновленный концепцией прекурсора из химического осаждения из паровой фазы (CVD), идея использования ацетата для переноса иона меди внутрь TiO 2 Выходят НТ, полученные анодным окислением. Известно, что металлоорганические соединения могут подвергаться термическому разложению. В данном исследовании анодный TiO 2 NTA функционировали как «наноконтейнер» для загрузки ацетата меди, а затем как «нанореакторы», чтобы обеспечить пространство для термического разложения загруженного ацетата меди. После термической обработки Cu 2 O-TiO 2 Были успешно получены пленки гетероперехода ТНА. Насколько нам известно, этот метод не использовался для приготовления Cu 2 O-TiO 2 Гетеропереход ТНА. Кроме того, фазовый состав, морфология и фотокаталитическая активность были охарактеризованы с помощью XRD, EDS, SEM и спектрофотометра.

Экспериментальный раздел

Химические вещества, упомянутые в процессе эксперимента, были приобретены (Sinopharm Group Chemical Reagent Co. Ltd., Китай) и использовались без дополнительной очистки, за исключением деионизированной воды с сопротивлением 18,3 МОм см.

Приготовление чистого TiO 2 Массивы нанотрубок

Метод анодного окисления был использован для получения однородного и стабильного TiO 2 . НТА с вертикальной ориентацией [35, 36]. Листы металлического титана (Ti) были разрезаны на куски размером 1,5 × 5 см 2 и очищается очищающим средством. После обработки ультразвуком в этаноле кусочки Ti сушили в печи. Электролит состоял из 535,45 г гликоля, 10 г деионизированной воды и 1,6617 г NH 4 . F, которые перемешивали и перемешивали в течение 2 часов. Затем мы взяли две части Ti в качестве анода и катода соответственно. Погружая их в электролит, прикладывая постоянный потенциал 50 В в течение 2 часов, аморфный TiO 2 массивы нанотрубок (TiO 2 НТА) были изготовлены при комнатной температуре.

Синтез Cu 2 O-TiO 2 Гетеропереход NTA

Аморфный TiO 2 НТА кристаллизовали в анатаз путем термической обработки при 450 ° C. А затем их использовали в качестве субстрата для приготовления Cu 2 O-TiO 2 Пленка гетероперехода НТА. Во-первых, ацетат меди (Cu (Ac) 2 ) с различной концентрацией от 0,05 до 0,3 моль / л. Затем отожженный TiO 2 НТА временно погружали в раствор и сразу сушили в печи при 70 ° C. И конечные продукты Cu 2 O-TiO 2 пленки, были помечены как образцы S1-S5 соответственно разными Cu (Ac) 2 концентрация 0,05, 0,1, 0,2, 0,3 и 4 моль / л в этом процессе погружения. После этого процесса молекулы ацетата меди попали в TiO 2 нанотрубки. Следующим шагом было помещение образцов в печь атмосферного спекания с N 2 при температуре спекания 400 ° С в течение 150 мин. Ацетат меди подвергали термическому разложению способом, описанным формулой. (1). Наконец, Cu 2 O-TiO 2 Были приготовлены пленки гетероперехода NTA. Схематично этот процесс показан на рис. 2.

$$ {\ left ({\ mathrm {CH}} _ 3 \ mathrm {COO} \ right)} _ 2 \ mathrm {Cu} \ overset {\ Delta} {\ to} {\ mathrm {Cu}} _ 2 \ mathrm { O} \ downarrow + {\ mathrm {CH}} _ 4 \ uparrow + {\ mathrm {CO}} _ 2 \ uparrow + {\ mathrm {H}} _ 2 \ mathrm {O} \ uparrow + \ mathrm {CO} \ uparrow $$ (1)

Процедура синтеза Cu 2 O-TiO 2 Пленки гетероперехода NTA. а Шаг 1, анодный TiO 2 НТА. б Шаг 2:заполните пробирки раствором прекурсора. c Шаг 3:спекание заполненных трубок при 400 ° C для получения Cu 2 O-TiO 2 Гетеропереход NTA. г Формула химической реакции процесса спекания

Как и в случае с пробиркой, содержащей ацетат меди, после нагревания ацетат меди термически разлагается на Cu 2 O, который остался внутри TiO 2 НТА.

Характеристика

Для наблюдения за морфологией и структурой использовали сканирующую электронную микроскопию (SEM, JSM-7000F, JEOL Inc., Япония) с энергодисперсионным спектрометром (EDS). Образцы характеризовали с помощью рентгеновского дифракционного спектрометра D / max-2400 (Rigaku, D / max-2400, Япония), а также использовали спектрометрию УФ-видимого излучения (Ultrospec 2100 pro). Для оценки фотокаталитической активности синтезированного Cu 2 O-TiO 2 NTA гетеропереход, мы приняли метиловый оранжевый (МО), типичный органический индикатор, как деградированный объект. Cu 2 O-TiO 2 Пленки НТА (3,0 × 1,5 см 2 ) были погружены в 5 × 10 −5 моль / л водного раствора МО и облучали семью лампами видимого света мощностью 4 Вт (Toshiba, Cool white, FL4W, Япония). Затем раствор перемешивали на магнитной мешалке в темноте в течение 30 минут для обеспечения адсорбционно-десорбционного равновесия перед фотокаталитической деградацией. Эксперименты по фотодеградации длились 180 мин, периодически отбирались образцы объемом 1,5 мл. Концентрацию остаточной МО измеряли спектрофотометром при длине волны около 460 нм на основе закона Бера-Ламберта. Эффективность деградации МО можно определить следующим образом:

$$ {C} _t / {C} _0 =\ left ({A} _t / {A} _0 \ right) \ times 100 \% $$ (2)

И изменение A т / А 0 ссылались на изменение в C т , который отражает фотокаталитическую активность испытанных образцов.

Результаты и обсуждение

На рисунке 3 показано типичное наблюдение чистого анодного TiO 2 с помощью сканирующего электронного микроскопа. НТА после отжига при 450 ° С. Анодирование - это электролитический процесс, при котором внешняя поверхность металлов преобразуется в оксидный слой или пористую структуру. Как показано на рис. 3, свежеприготовленный TiO 2 НТ имеют морфологию открытой трубки с равномерным распределением внешнего диаметра ~ 100 нм. Анодный TiO 2 НТА очень упорядочены и ориентированы, и каждый отдельный TiO 2 NT имеет очень гладкие стенки трубок со средней толщиной ~ 10 нм. Наши предыдущие исследования показали, что длиной, диаметром и морфологией трубки можно управлять, изменяя протоколы анодирования [37, 38]. Результаты SEM также показывают, что термический отжиг при высокой температуре 450 ° C не разрушает морфологию TiO 2 НТА. XRD используется для характеристики кристаллов чистого TiO 2 НТА (образец 1), см. Рис. 4а. Результаты показывают, что дифракционные пики, расположенные под 25,3 °, 36,9 °, 37,8 °, 48 °, 53,9 °, 55 °, 62,7 ° и 68,8 °, могут наблюдаться в образце 1, приписывая (101), (103), ( 004), (200), (105), (211), (204) и (116) фазы анатаза соответственно. Как мы знаем, существует три типа фазы диоксида титана:анатаз, брукит и рутил. Рутил мог показать относительно хорошую фотокаталитическую способность с зернистостью менее 10 нм. Однако для получения рутиловой фазы TiO 2 образец необходимо нагреть до высокой температуры спекания 800 ° C, что может привести к разрушению TiO 2 трубки в этом случае. Фазу брукита с помощью метода термического отжига практически невозможно сформировать из-за плохой термодинамической стабильности фаз, а анатаз - наиболее распространенная фаза с хорошей фотокаталитической активностью [39, 40]. Острые дифракционные пики и высокая интенсивность образца 1 (см. Рис. 4а) указывают на сильно кристаллизованную структуру анатаза, что означает наш TiO 2 субстрат отличался не только морфологией, но и кристаллической фазой. Высокоупорядоченный TiO 2 НТА с морфологией открытого рта использовались в качестве субстрата для приготовления Cu 2 O-TiO 2 Пленки гетероперехода NTA в этом исследовании.

Типичные СЭМ-изображения чистого TiO 2 массивы нанотрубок без модификации. а Вид сверху и b вид сбоку, указывающий на высокоупорядоченную структуру вертикального выравнивания с морфологией открытой трубки. Диаметр трубки около 100 нм, длина трубки около 10 мкм

а Картины XRD Cu 2 O-TiO 2 Образцы гетероперехода НТА. Образец S0:чистый анатаз TiO 2 Образец НТА; образцы S2, S4 и S5:термически разложенный образец с погружением в 0,1, 0,3 и 4 моль / л Cu (Ac) 2 решение соответственно. б Результат EDS Cu 2 O-TiO 2 Пленки с гетеропереходом NTA, показывающие наличие элементов Ti, Cu и O. Результаты подтверждают успешную загрузку Cu 2 O на TiO 2 НТА

Картины XRD TiO 2 NTA, загруженные Cu 2 Наночастицы O в градиенте концентрации от 0,05 до 4,0 моль / л также показаны на рис. 4а, а образец 4,0 моль / л был приготовлен с помощью циклического процесса погружения, описанного в Дополнительном файле 1, в разделе «Подробности эксперимента». Образцы были названы образцами 2–4 с увеличением Cu (Ac) 2 . концентрация. За исключением TiO 2 пиков, пика Cu 2 не было O появляется в образце 2 из-за крошечной нагрузки Cu 2 О частицы. И частицы могут быть украшены внутри TiO 2 «Наноконтейнер», который также усложняет определение характеристик. В образце 3 и образце 4 можно было наблюдать явные пики куприта при 29,6 °, 36,4 °, 42,3 ° и 61,3 °, относящиеся к куприту (110), (111), (200) и (220) Cu 2 O соответственно. Здесь следует отметить, что образец 4 использовался только для характеристики существования Cu 2 O частиц и их синтетические детали описаны в дополнительном файле 1. Кроме того, параметры решетки и размер зерна были рассчитаны на основе данных XRD. После удаления фона и K α2 дифракции, и после процесса сглаживания и аппроксимации мы получили средние параметры решетки наших образцов a = b = c =4,2646 Å, что соответствует стандартной PDF. Стандартный PDF показал, что параметры решетки Cu 2 O: a = b = c =4,2696 Å, а Cu 2 O имел кубическую структуру [41]. Средний размер зерна Cu 2 О был рассчитан как ~ 47 нм по формуле Дебая-Шеррера:

$$ D =\ frac {K \ gamma} {B \ cdot \ cos \ theta} $$ (3)

В формуле. (3), D размер зерна, K - постоянная Шеррера, γ длина волны рентгеновского излучения, B - FWHM, который должен быть в радианах, а θ - угол дифракции. Результаты XRD показывают, что Cu (Ac) 2 были загружены в TiO 2 NTA и успешно разложился на Cu 2 O внутри того же TiO 2 NTA, а затем Cu 2 O-TiO 2 Были сформированы пленки гетероперехода НТА. Для дальнейшего изучения Cu 2 O-TiO 2 NTA гетеропереход, элементный анализ выполнен с помощью EDS. На рисунке 4b показана EDS-диаграмма Cu 2 . O-TiO 2 Пленка гетероперехода NTA, приготовленная с 0,2 моль / л Cu (Ac) 2 . Атомные проценты составляли 7,32, 28,96, 57,45 и 6,27% для элементов Cu, Ti, O и примеси C. Этот результат показал, что Cu 2 O имел относительно низкое содержание в образце гетероперехода, но он все же приводил к активности видимого света, что будет обсуждаться позже в эксперименте по деградации МО. Результаты EDS хорошо согласуются с результатами XRD на рис. 4а, что куприт Cu 2 O был успешно загружен в NTA анатаза.

На рис. 5 показаны результаты СЭМ, вид сверху модифицированного TiO 2 . НТА. По сравнению с чистым TiO 2 Образцы NTA на рис. 3, несколько мелких частиц можно было увидеть вблизи верхней и внутренней части TiO 2 трубки на рис. 5а. При увеличении количества модификации на рис. 5б, очевидно, можно было наблюдать ряд наночастиц. Рисунок 5c - это образец 4, который мы обсуждали ранее. Большие части поверхности трубы были покрыты избыточным Cu 2 O, что указывает на чрезмерное декорирование образца 4. На основе изображений, полученных с помощью SEM, распределение Cu 2 по размерам Размер частиц O оценивался в диапазоне от ~ 30 до ~ 80 нм, что хорошо согласуется с рассчитанным методом XRD размером зерна ~ 47 нм. Что касается трубчатой ​​структуры трех образцов, они все еще сохраняли состояние вертикального выравнивания, но некоторые трубки были немного искажены. Это рассматривалось как влияние процесса термического разложения, который требовал процесса нагрева до 400 ° C для получения Cu (Ac) 2 разлагается на Cu 2 О. Высокая температура на стадии разложения оказала отрицательное влияние на трубчатую структуру, что подтверждается изображениями, полученными с помощью SEM. Однако, если температура нагрева в термическом процессе упала до 240 ° C, Cu (CH 3 COO) 2 · H 2 O просто обезвоживается, а не разлагается. Таким образом, температура должна контролироваться в диапазоне от ~ 300 до 400 ° C, чтобы сохранить наноразмерную трубчатую структуру и обеспечить производство Cu 2 . O-TiO 2 Гетеропереход NTA. Можно сделать вывод, что Cu 2 O-TiO 2 может образоваться гетеропереход и хорошо сохранить морфологию, когда разложение происходит при 400 ° C.

Типичные SEM-изображения Cu 2 O-TiO 2 Пленки гетероперехода NTA. а Образец погружают в 0,2 моль / л Cu (Ac) 2 . б Образец погружают в 0,3 моль / л Cu (Ac) 2 . c Образец погружен в Cu (Ac) 2 чрезмерно высокой концентрации

Cu 2 Наночастицы O были загружены на TiO 2 НТА для изготовления гетероперехода, который, как ожидалось, повысит способность фотоотклика в диапазоне видимого света, поэтому для исследования оптических свойств синтезированного Cu 2 была принята УФ-видимая характеристика. O-TiO 2 НТА. На рисунке 6а показаны спектры поглощения в УФ и видимой областях Cu 2 . O-TiO 2 Образцы НТА с Cu 2 Величина содержания O увеличивается с нуля до 4,0 моль / л. На рис. 6а видно, что чистый TiO 2 NTA без загрузки Cu 2 O показал высокое поглощение только в ультрафиолетовой области (<380 нм) из-за внутренних свойств материала. После загрузки Cu 2 О частицах диапазон поглощения расширен до 600–700 нм. И когда интенсивность увеличивается с повышением Cu 2 Величина модификации O, величина поглощения Cu 2 O-TiO 2 пленки гетероперехода также увеличились. Рисунок 6a показывает, что TiO 2 НТА получили способность реагировать на видимый свет за счет украшения Cu 2 O наночастицы. УФ-видимая часть вместе с результатами SEM, EDS и XRD доказала, что Cu 2 O-TiO 2 Гетеропереход NTA был успешно изготовлен методом термического разложения, и образцы показали повышенное поглощение видимого света.

а УФ-видимые спектры Cu 2 O-TiO 2 NTA и поглощение расширяются до диапазона видимого света и увеличиваются с увеличением количества Cu 2 О. б Кинетика фотокаталитической деградации в видимом свете МО, обработанного гетеропереходными пленками с различным Cu 2 О содержание. При оформлении величиной Cu 2 O на TiO 2 Увеличились НТА, повысилась эффективность разложения МО при облучении видимым светом. Образец S0 относится к чистому TiO 2 пленка, образец S1 – S5 - образцы, погруженные в Cu (Ac) 2 раствор с концентрацией 0,05, 0,1, 0,2, 0,3 и 4 моль / л соответственно

Фотокаталитическая активность, одно из важнейших свойств Cu 2 O-TiO 2 Пленки NTA оценивали по разложению водного раствора МО. Кинетика фотокаталитического разложения в видимом свете показана на рис. 6b. Скорость разложения МО была пропорциональна количеству загрузки Cu 2 . О примерно. Чем больше Cu 2 Частицы O были загружены на TiO 2 НТА, тем быстрее МО деградировали. Образец S1 деградировал MO до 91,0% за 3 часа при облучении видимым светом, в то время как образец S4 деградировал MO до 86,4% за 3 часа при тех же условиях. Скорость разложения МО представляет собой фотокаталитическую активность образцов. По сравнению со скоростью фотокаталитического разложения ~ 2,73% CdTe-TiO 2 импульсным электроосаждением [29] ~ 45% Bi 2 О 3 с помощью метода последовательной адсорбции и реакции ионного слоя с помощью ультразвука (SILAR) [32] и ~ 27,25% Cu 2 O методом прямоугольной вольтамперометрии [33], фотоактивность синтезированного Cu 2 O-TiO 2 образец был улучшен. Тем не менее, как простая новая стратегия, она все же способствовала совершенствованию метода изготовления. Когда Cu 2 Объем загрузки O увеличился, наблюдалась тенденция к тому, что фотокаталитическая активность нашего синтезированного Cu 2 O-TiO 2 Пленки гетероперехода NTA увеличились. Он указал на Cu 2 Содержание O положительно влияет на фотокаталитическую активность в видимом свете. TiO 2 сам реагировал только на ультрафиолет, а фотокаталитическая способность в диапазоне видимого света должна исходить от украшения Cu 2 О. Как показано на рис. 7, дно зоны проводимости Cu 2 O был немного выше, чем у TiO 2 , а вершина валентной зоны Cu 2 O был выше, чем у TiO 2 . Итак, фотоиндуцированные электроны были возбуждены в зону проводимости Cu 2 O, а затем перешел в зону проводимости TiO 2 . Как прямозонный полупроводник, волновой вектор Cu 2 О был одинаковым в нижней части зоны проводимости и в верхней части валентной зоны. Это означало, что требовались только изменения энергии, а не изменения количества движения. Такая зонная структура привела к тому, что носители легко рекомбинировали. Однако благодаря структуре гетероперехода фотогенерированные электроны на Cu 2 O переведено в TiO 2 НТА, подавляющие рекомбинацию электронно-дырочных пар. Чем дольше существовали пары, тем легче производились АФК, которые вызывали эту фотокаталитическую активность. Как больше Cu 2 O загружен на TiO 2 НТА, гетеропереход изготовлен лучше. И фотокаталитические способности получили развитие. Итак, Cu 2 Содержание O показало положительное влияние на фотокаталитическую активность в видимом свете. Однако дальнейшее увеличение Cu 2 Содержание O, а также фотокаталитическая способность ограничены из-за растворимости Cu (Ac) 2 в водном растворе, который составлял 7,2 г (0,36 моль / л) при комнатной температуре. И образец S5 с Cu (Ac) 2 Концентрация 4,0 моль / л была получена путем циклического погружения, описанного в Дополнительном файле 1, части «Подробности эксперимента». Фотокаталитическая деградация МО происходит по кинетике псевдопервого порядка [42], и кинетическая реакция может быть выражена как:

$$ {A} _t ={A} _0 {e} ^ {- kt} $$ (4)

Запрещенная структура Cu 2 O и TiO 2 до (слева) и после (справа) контакта. Когда Cu 2 O-TiO 2 гетеропереход, электронно-дырочные пары фотогенерируются на Cu 2 O может перейти на TiO 2 НТА

Хотя наша кривая деградации показала почти прямую линию, это не экспоненциальная функция. Итак, есть еще возможности для улучшения. И предел растворимости может быть нарушен повторным методом погружения, о котором мы упоминали ранее, с дальнейшим исследованием Cu (Ac) 2 концентрация и время повторения, чтобы избежать побочных эффектов. В этом исследовании, поскольку этот метод термического разложения был тем, что мы касались и пытались проиллюстрировать, мы просто взяли 0,3 моль / л (близкая растворимость к 0,36 моль / л) как максимальную концентрацию Cu (Ac) 2 решение. И фотокаталитическая активность гетероперехода в видимом диапазоне спектра была подтверждена результатами деградации МО. Наше предыдущее исследование показало, что Degussa P25 имеет аналогичную ультрафиолетовую фотокаталитическую активность с TiO 2 НТА при размещении блока питания P25 на стеклянной подложке [28]. Можно сделать вывод, что мы успешно приготовили Cu 2 O-TiO 2 Пленки с гетеропереходом NTA с фотокаталитической активностью в видимом свете.

Выводы

Таким образом, мы успешно подготовили Cu 2 O-TiO 2 Пленки гетероперехода NTA с помощью простого процесса термического разложения. Результаты SEM, EDS и XRD показывают, что TiO 2 НТА с диаметром трубки ~ 100 нм загружали Cu 2 Наночастицы O со средним размером ~ 50 нм. Анодный TiO 2 НТА функционировали как «наноконтейнер» и «нанореакторы» для загрузки и синтеза узкополосного Cu 2 О наночастицах, о которых раньше не сообщалось. УФ-видимые спектры показывают, что диапазон поглощения TiO 2 NTA был расширен с ультрафиолетового диапазона до диапазона видимого света из-за загрузки Cu 2 О. Фотокаталитические испытания показали, что у синтезированного Cu 2 наблюдается фотокаталитическая активность в видимом свете. O-TiO 2 гетеропереход. Фотокаталитические способности Cu 2 O-TiO 2 Было обнаружено, что пленки с гетеропереходом NTA увеличиваются с помощью Cu 2 Содержание О от 0,05 до 0,3 моль / л. Наша текущая работа продемонстрировала новый и простой метод получения Cu 2 O-TiO 2 Пленки с гетеропереходом NTA, которые также могут быть многообещающими для защиты окружающей среды и энергетики.

Сокращения

EDS:

Энергодисперсионная спектрометрия

NTA:

Массивы нанотрубок

SEM:

Сканирующая электронная микроскопия

XRD:

Рентгеновская дифракция


Наноматериалы

  1. ST:датчик движения с машинным обучением для высокоточного отслеживания активности без использования аккумул…
  2. MoS2 с контролируемой толщиной для электрокаталитического выделения водорода
  3. Новый фотокатализатор на гетеропереходе Bi4Ti3O12 / Ag3PO4 с улучшенными фотокаталитическими характеристиками
  4. Синергетические эффекты наночастиц Ag / BiV1-xMoxO4 с повышенной фотокаталитической активностью
  5. Магнитные поли (N-изопропилакриламид) нанокомпозиты:влияние метода получения на антибактериальные свойства
  6. Простой метод загрузки наночастиц CeO2 на массивы анодных нанотрубок TiO2
  7. Простой подход к получению наноразмерного оксида цинка в воде / глицерине с чрезвычайно концентрированными и…
  8. Легкий синтез и повышенная фотокаталитическая активность в видимом свете новых композитов с гетеропереходо…
  9. Подготовка сверхгладкой поверхности Cu для синтеза высококачественного графена
  10. Управление пандемией:5 преимуществ работы с коботами при подготовке к «новой норме»