La摻雜對SrTiO3納米顆粒光催化性能的影響

廖錫龍，毛田田，楊云龍，汪汝武，熊祖釗，王登京

(武漢科技大學(xué)理學(xué)院，湖北 武漢，430065)

近年來，以半導(dǎo)體為催化劑的多相光催化過程作為一種環(huán)境友好的新技術(shù)，因其反應(yīng)條件溫和、可直接利用太陽光分解有機(jī)污染物、無二次污染等優(yōu)點而引起了廣泛關(guān)注[1-7]，其中具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈦酸鍶(SrTiO3)因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無毒，是繼TiO2以后另一類具有較大應(yīng)用前景的半導(dǎo)體光催化材料[8-9]。此外，SrTiO3具有比較寬的帶隙(3.2 eV)，有比TiO2更高的光電勢和良好的電子、空穴分離與輸運特性，甚至在無偏壓情況下，即可實現(xiàn)光催化分解水[10-12]。

SrTiO3作為最有前景的光催化劑之一，在過去幾十年中已被廣泛應(yīng)用于有機(jī)污染物的光催化降解。近年來，研究人員嘗試將過渡金屬離子和非金屬元素?fù)诫s到SrTiO3中，例如， Fe摻雜到SrTiO3中具有比純SrTiO3更高的光催化活性[13]，貴金屬如Ag[14]，Pt[15]和Au[9]也被用于SrTiO3的摻雜劑。La3+的半徑(115 pm)與Sr2+的半徑(113 pm)非常接近，并且SrTiO3中的Sr2+離子可以被La3+離子取代而不產(chǎn)生大的晶格應(yīng)變[16-19]，且La摻雜對SrTiO3的結(jié)構(gòu)和光催化活性的影響有待研究。為此，本文采用高溫固相反應(yīng)法，向SrTiO3摻雜不同含量La制備光催化劑，通過 XRD、SEM、UV-Vis等手段對其進(jìn)行表征，并以羅丹明B(RhB)為模擬污染物，研究摻雜不同含量La所制催化劑對RhB光催化降解性能的影響，從而評價其光催化性能，以期為開發(fā)新型氧化物半導(dǎo)體光催化劑提供參考。

1 試驗

1.1 原料

試驗所用原料分別為La2O3、SrCO3、TiO2粉末，均為分析純，三種粉末經(jīng)脫水處理后備用。

1.2 光催化劑的制備

按照LaxSr1-xTiO3(x=0、0.02、0.05、0.10、0.25、0.50、0.75、1)所需原子數(shù)量取……