natao3粉体论文：natao3粉体 水热法 光催化 非金属掺杂

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1、【关键词】NaTaO3粉体水热法光催化非金属掺杂【英文关键词】NaTaO3powderhydrothermalmethodphotocatalysisnon-metaldopedNaTaO3粉体论文：水热法制备钽酸盐粉体及光催化性能研究【中文摘要】新型钽酸盐光催化剂为非Ti系光催化剂，具有特殊的晶体结构及能带结构，在光催化分解水制氢、降解有机物等方面有很大的优势，与传统的TiO2相比有着更加广阔的应用前景。其中NaTaO3光催化剂为钙钛矿结构，具有较大的结构容忍度，可有效进行离子交换，NaTaO3晶体由TaO6八面体共顶连接形成的，

2、Ta-O-Ta键角为163°，禁带宽度在4.0eV左右，在紫外光下具有较高的光催化活性。本文采用水热法一步合成NaTaO3光催化剂，研究反应温度、反应物碱浓度对粉体合成的影响，在较低的温度下水热合成出斜方相的NaTaO3粉体；以NH4F为掺杂剂制备了具有高催化活性的N/F-NaTaO3粉体，增加了其在可见光下的光催化活性；利用XRD、SEM及TEM表征NaTaO3的物相、形貌以及显微结构，以X射线光电子能谱分析其元素组成及价态。分别以罗丹明B（RhB）、甲基橙为降解物，研究粉体在紫外光及可见光下光催化活性，并分析了非金属离子掺杂提高

3、光催化活性的机理。为避免光催化粉体的二次污染等问题，本文制备了不同退火温度下的NaTaO3薄膜，研究其在紫外光下的光催化活性。首先研究了不同反应温度及反应物碱浓度对纯相NaTaO3粉体合成的影响，结果表明，在不同反应物浓度、反应温度条件下制备的粉体均为斜方相块状NaTaO3晶体，晶体是由溶解在溶液中的Ta2O5与OH形成的配位多面体脱水后形成晶核进而逐渐生长起来的，晶粒尺寸在200～720nm之间，平均禁带宽度为3.9eV，对紫外光有明显吸收，比表面积约为2.0m2/g左右。反应温度140℃，NaOH浓度为1.0mol/L，制备的粉

4、体比表面积最大，光催化效果最好，紫外光照射下210min后对RhB的降解率为94.7%。由于NaTaO3粉体的禁带宽度较大，对光的利用率较低，本文利用非金属离子掺杂法提高其光催化活性。以NH4F为掺杂剂，研究不同反应物浓度比、反应温度对粉体合成的影响，制备了N/F-NaTaO3光催化剂，制备的粉体均为斜方相块状结构，XRD结果显示主要为NaTaO3相，但衍射峰发生红移，晶体尺寸较纯相相比明显增加，为350-900nm，禁带宽度未发生太大变化，通过XPS发现在402.030eV、684.584eV处产生Ta-N键及Ta-F键，证明N、

5、F掺杂进入晶格。非金属掺杂后的粉体产生晶格缺陷等，可增加有效电子活性，阻碍电子-空穴对的复合，提高光催化活性，反应温度240℃、NaOH/NH4摩尔比为2.0/1.0时合成的N/F-NaTaO3光催化剂，紫外光下120minRhB溶液降解率达到96%。由于粉体难于回收，易产生二次污染，本文研究制备了NaTaO3薄膜，以TaCl5、NaAc及柠檬酸为原料，采用溶胶-凝胶法合成薄膜的前驱液，利用浸渍-提拉法在玻璃基板上制备NaTaO3薄膜，研究了不同退火温度对薄膜组成、形貌及光催化活性的影响；制备的薄膜为斜方相的NaTaO3，薄膜表面平

6、整且致密，当退火温度为610℃时，薄膜的结晶性最好，晶粒尺寸约为30nm，产生气孔相，紫外光下100min后RhB的降解率达51%。【英文摘要】Anoveltantalatephotocatalystwasnon-Tisystemphotocatalystandithadaspecialcrystalstructureandbandstructure.Ithadagreatadvantageinwatersplittingandthedegradationoforganiccompounds,andhadmoreexpansivea

7、pplicationprospectscomparedwiththetraditionalTiO2catalyst.Inthesephotocatalysts,NaTaO3photocatalystwithperovskitestructurehadhighstructuretolerande,anditbenefitedtheionexchange.TheNaTaO3crystalwasformedbytheconnectionofthecommonangleofTaO6octahedron.ThebondangleofTa-O-

8、Tawas163°,andthebandgapwas4.0eV.Ithadahighphotocatalyticactivityundertheultravioletlight.Inthispaper,theNaTaO3photoca