稀土鈰對納米二氧化鈦光催化性能的影響.pdf

1、本文采用粉末負載工藝以ITO導電玻璃為基底制備了稀土鈰改性納米二氧化鈦薄膜電極Ce(x％)-TiO2(x=0，2.5，5，10，20，100)。表征發(fā)現(xiàn)：當x≤5時改性樣品中無新相生成而x≥10時有新相析出。樣品二次顆粒聚集體的粒徑為納米量級。鈰的引入使光吸收帶邊發(fā)生明顯紅移，紅移程度隨鈰引入量增大而增大，各樣品在近紅外區(qū)仍有少量吸收。在3.5％的NaCl水溶液中基本無脫落，電化學測試可行。 采用三電極體系，測試了薄膜電極在3.

2、5％NaCl水溶液中的電化學行為，基本思想是以電能激發(fā)方式對光催化劑進行研究。在-1.8～4V的掃描電位范圍內(nèi)，循環(huán)伏安曲線上出現(xiàn)兩個氧化峰和一個還原電流。分析認為，第一氧化峰對應低價鈦的氧化，第二氧化峰對應電場激發(fā)產(chǎn)生的空穴氧化材料表面羥基生成羥基自由基及氧化低價鈰缺陷生成高價鈰的反應，陰極還原電流中包含電場激發(fā)產(chǎn)生的電子還原溶解氧生成超氧陰離子自由基的反應。x=5時，可供電極/溶液界面反應所消耗的空穴和電子最多，與不同電位下測得的電

3、化學阻抗圖譜中x=5時阻抗弧半徑最小的事實吻合，由此認為，x=5對超氧自由基的發(fā)生有利，而競爭反應的存在可能會削弱羥基自由基的生成。當x≥10時，電子-空穴對更易因復合而消失，可供界面反應消耗的電子-空穴對減少，在電化學阻抗圖譜上體現(xiàn)為半徑較大的阻抗弧。 電子自旋共振測試發(fā)現(xiàn)x=0時有很強的羥基自由基和一定的超氧自由基信號，x=5時羥基自由基信號較弱而超氧自由基信號很強，x=20時羥基自由基信號很弱，證實了上面的分析。