全光谱响应共掺光触媒材料的光催化性能研究

作者：赵晓艳; 齐倩玉; 王洪水^*

来源：功能材料, 2020, 51(10): 10129-10137.

• 全光谱响应
• 上转换发光材料
• 光催化

为充分利用太阳光谱发挥光催化作用,高效降解污染物,将可见光响应的纳米TiO2(型号为JR05)与上转换发光纳米复合材料TiO2/(CaY)F2:Tm3+,Yb3+以不同质量比共掺杂。采用X射线衍射、扫描显微镜、PL光谱等方法对共掺光催化剂进行表征;在紫外光、可见光、近红外光以及500 W氙灯模拟太阳光谱的照射下,通过研究JR05、TiO2/(CaY)F2:Tm3+,Yb3+和共掺光催化剂降解甲基橙的效率,评价共掺材料在不同光源下的光催化活性,确定了共掺材料的最优掺比,并探讨了全光谱响应光催化剂的光催化机理。结果表明,TiO2的晶型结构未因共掺发生改变;在980 nm的近红外光激发下,TiO2/(CaY)F2:Tm3+,Yb3+发射出360 nm的紫外光和476 nm的可见光,供JR05与TiO2/(CaY)F2:Tm3+,Yb3+吸收利用进行光催化反应;在全光谱照射下,共掺光催化剂实现了紫外-可见-近红外光全波段光谱响应,当n(JR05)∶n(TiO2/(CaY)F2:Tm3+,Yb3+)=1∶2时光触媒效果最佳,2和10 h对甲基橙的降解率分别达到80.42%和98.24%,优于单一JR05和单一TiO2/(CaY)F2:Tm3+,Yb3+的光催化效果。

• 单位
  河北工业大学