Fe3O4/PAMAM/ZnO/TiO2核-壳结构纳米颗粒的逐层构建及其光催化性能

作者：丛日敏^*; 于怀清; 罗运军; 李蛟; 王卫伟; 李秋红; 孙武珠; 司维蒙

来源：材料研究学报, 2018, 32(10): 759-766.

• 无机非金属材料
• TiO2
• ZnO
• Fe3O4
• 核-壳结构
• 光催化
• 磁性回收

以聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子为模板和隔离层采用水热法逐层构建了Fe3O4/PAMAM/ZnO/TiO2和Fe3O4/PAMAM/TiO2核-壳结构纳米颗粒,用HRTEM、EDS、XRD、SQUID和UV-Vis等手段对其结构和性能进行了表征。结果表明,这两种颗粒具有完整清晰的核-壳结构,磁核与壳层均由尺寸小于5 nm的颗粒聚集而成,具有超顺磁性和较高的MB吸附率。PAMAM隔离层降低了Fe3O4核与TiO2壳接触面积,但是残留在界面处的微量Fe2+电子向壳层迁移,导致壳层能隙变窄、吸收光谱红移以及迁入电子与壳层光生空穴复合,使Fe3O4/PAMAM/TiO2的催化活性降低。Fe3O4/PAMAM/ZnO/TiO2中更厚的PAMAM隔离层和ZnO层阻隔了Fe2+电子向TiO2层迁移,并且ZnO/TiO2界面异质结构有利于光生电子-空穴对的分离,界面的新电子态使颗粒吸收光谱进一步红移,提高了对可见光的利用率和催化活性。5次磁性回收循环使用后,Fe3O4/PAMAM/ZnO/TiO2的磁性回收率和MB降解率分别为93.8%和90.8%。

• 单位
  山东理工大学; 北京理工大学