球状Au@TiO2的制备及其光催化降解结晶紫性能
Synthesis of globular Au@TiO2 and Its photocatalytic degradation property for crystal violet
刘兵 1张平敏 1张黄 2胡长文 3韩洪亮 4张英磊 5郜芸 5徐娇 5孔凡萍 5曹赛龙 5张万鹏 5金科 5陈家林 5王伯轩 5田乐6
作者信息
- 1. 北京首创生态环保集团股份有限公司,北京,100037;北京首创北科环境科技研究院有限公司,北京,100044
- 2. 北京工业大学环境与能源工程学院,北京,100124
- 3. 北京理工大学,北京,102401
- 4. 首都师范大学,北京,100089
- 5. 北京首创生态环保集团股份有限公司,北京,100037
- 6. 天地科技股份有限公司,北京,100013
- 折叠
摘要
利用溶胶凝胶法成功地制备出 一种新型的核壳材料—Au@TiO2.经过水热晶化,该材料可膨胀至300 nm,壳层TiO2晶化为锐钛矿相,但核心球状Au的形貌保持不变.采用粉末X射线衍射技术(PXRD)、ZETA电位、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、热重分析(TG)、光致发光(PL)、光电流(i-t)以及光催化降解技术,对样品的结构和性能进行了系统、详细的检测和分析.经过晶化处理的Au@TiO2,其在可见光波段的光降解结晶紫性能比未晶化时有着显著的提升,1 mg mL1Au@c-TiO2可以在可见光照射l h后实现对0.3 g·L-1结晶紫全降解.通过综合分析实验结果和时域有限差分(FDTD),探究了催化反应的机理.该研究为复合材料兼顾形貌稳定和晶化提供了新思路,为其在环境修复领域提供新的应用.
Abstract
TiO2 coated globular Au with core-shell structure(Au@TiO2)was synthesized by sol-gel method.After hydrothermal crystallization,the particle size expands to 300 nm,while the morphology of globular Au has no change.The structure and properties of the samples were characterized by powder X-ray diffraction(PXRD),ZETA potential,high resolution transmission electron microscope(HRTEM),thermos gravimetry analysis(TG),photoluminescence(PL),photocurrent(i-t)and crystal violet photodegradation.The results show that the photocatalytic degradation rate of crystallized globularAu@TiO2 is much higher than that of amorphous.After 1 hour of visible light irradiation,1 mg·mL-1 Au@c-TiO2 can achieve full degradation of 0.3 g·L-1 crystal violet.Based on experimental result and finite difference time domain(FDTD)analysis,we proposed a photodegradation mechanism.This study provides a new approach for composite materials to balance morphology stability and crystallization,and provides new applications in the field of environmental remediation.
关键词
光催化/可见光/二氧化钛/球状金Key words
photocatalysis/visible light/TiO2/globular Au引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(21173021)
国家自然科学基金(21231002)
国家自然科学基金(21471016)
国家自然科学基金(21271023)
973 项目(2014CB932103)
出版年
2024
NETL
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