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单斜相Nb2O5纳米带的水热拓扑合成及光催化性能表征*

2021-04-25蒋晓文温普红

宝鸡文理学院学报(自然科学版) 2021年1期

蒋晓文,贺 倩,温普红

(宝鸡文理学院 化学化工学院,陕西 宝鸡 721013)

目前人类面临着全球性的环境问题和化石资源的耗竭,迫切地需要开发可再生清洁能源。光催化作为一种新兴科学,不仅可用于环境净化,而且可以通过光解水制氢[1]、太阳能光伏电池等方式获得清洁能源,有望成为应对上述问题的一种可行的重要技术。因此,开发具有高光催化活性的半导体材料是十分必要的。由于半导体光催化剂自身性质的不同,其光催化活性也不同。半导体的能级结构与其带隙(Eg)之间具有密切的关系,不同半导体的电子能级结构不同,并且其价带(VB)和导带(CB)位置也不同,因而导致了各种半导体光催化剂有着不同的光催化活性。即便是同一种光催化剂,由于自身的晶型、结晶度、晶面、形貌、粒径大小等性质的差异,在光催化反应过程中也会表现出不同的光催化活性[2-3]。

氧化铌材料中最典型的一类是五氧化二铌(Nb2O5),作为最重要的过渡金属氧化物之一,它在电致变色和催化方面有着很好的应用前景。Nb2O5是一种重要的n型半导体功能材料,室温下其禁带宽度为3.4 eV,熔点为 1 460 ℃,不溶于水,除浓硫酸和氢氟酸外,不溶于其他酸,具有出色的光学性能、电化学响应、化学稳定性和耐腐蚀性。它已经被广泛地应用于光电器件、催化剂和光学传感器等一些领域[4-7],其中作为催化剂已经被应用于光降解有机物[8-9]、选择性氧化有机物[10-17]、分解水制氢气等[18-19]。本文以Nb2O5和KCl为原料,采用熔盐……

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