通過水熱反應(yīng)和直接浸漬法在FTO導(dǎo)電玻璃上制備得到了高度有序的氮摻雜SrTiO₃/TiO₂納米棒異質(zhì)結(jié)陣列（N-STO/TNR）,利用掃描電子顯微鏡（SEM）,X射線衍射（XRD）和X射線光電子能譜（XPS）對其表面形貌,晶體結(jié)構(gòu)和元素價態(tài)進(jìn)行了分析。同時,采用熒光光譜（FL）、紫外可見漫反射光譜（UV-DRS）,電化學(xué)阻抗譜（EIS）和莫特肖特基（MS）對異質(zhì)結(jié)的光電性能進(jìn)行了測試。最后以甲基橙為模擬污染物,考察了異質(zhì)結(jié)材料在可見光下的光催化活性。結(jié)果表明,SrTiO₃/TiO₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)能有效的分離光生載流子,同時N元素的摻雜將異質(zhì)結(jié)的光譜響應(yīng)范圍擴(kuò)展到可見光區(qū),得益于半導(dǎo)體復(fù)合和能級修飾策略的協(xié)同增強(qiáng)效應(yīng),N-STO/TNR展現(xiàn)出優(yōu)異的光電性能,N-STO/TNR的光催化效率是未改性的TNR樣品的5.7倍。 

【文章來源】：功能材料. 2020,51(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

TNR和N-STO/TNR樣品表面(a和b)及斷面(c和d)掃描電鏡圖

圖2(a)為FTO基底、TNR、N-TNR、STO/TNR和N-STO/TNR樣品的XRD圖譜。譜圖中位于36.5°,41.3°和54.5°的3個衍射峰,分別對應(yīng)金紅石相TiO2(JCPDS No:88-1175)的(101)、(111)和(211)晶面。與TNR相比,N元素?fù)诫s后,N-TNR的衍射峰沒有明顯變化,仍為金紅石相。除了TiO2金紅石相的衍射峰外,STO/TNR與N-STO/TNR在32.5°和46.5°附近新出現(xiàn)的衍射峰則屬于立方晶型的SrTiO3(JCPDS no:35-0734)的(110)和(200)晶面。表明第二次水熱反應(yīng)后,部分TiO2已經(jīng)成功轉(zhuǎn)變?yōu)镾rTiO3。同時,如圖2(b)所示,與STO/TNR相比,經(jīng)過N元素?fù)诫s后的N-STO/TNR中SrTiO3-xNy(110)晶面的衍射峰位向低衍射角方向發(fā)生了輕微的偏移。這主要是由于N3-的離子半徑(0.171 nm)比O2-的離子半徑略大,當(dāng)N3-替代SrTiO3中O2-的位置形成SrTiO3-xNy后,晶胞參數(shù)會變大,晶面間距d值變大,根據(jù)布拉格方程,衍射峰位置向低角度偏移所致。圖3 N-STO/TNR和TNR樣品的高分辨率XPS譜圖

N-STO/TNR和TNR樣品的高分辨率XPS譜圖


本文編號：3064337