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Ti4+掺杂制备花状SnO2/Sn3O4异质结微米球及其光催化性能

2021-07-10张梦凡张振民周晚琴余长林

无机化学学报 2021年7期
关键词:催化剂

张梦凡 李 方 张振民 周晚琴 刘 珍 余长林*,

(1广东石油化工学院化学工程学院,茂名 525000)

(2江西理工大学化学化工学院,赣州 341000)

0 引 言

锡的单价氧化物只有SnO 和SnO2,但混合价态的锡氧化物有多种,常见的有Sn2O3、Sn3O4、Sn5O6等。SnO 是一种典型的p 型半导体,能带宽度为2.7~3.2 eV,被广泛应用于气体传感器和锂离子电池正极材料[1-2]。SnO2是一种类似TiO2的宽禁带(3.6 eV)的n型半导体氧化物,具有耐热性、耐腐蚀性、制备成本低及对多种气体有良好响应等优点,常被用作气敏材料[3-4]。Sn3O4作为多价态锡氧化物的一种,是一种n型半导体材料,能带宽度比SnO2窄,且因其具有独特的结构、优异的光电化学性能,在光催化、锂离子电池及传感器领域的应用受到越来越多的关注[5]。

目前Sn3O4合成方法主要有水热法等,合成的形貌也是多种多样,有颗粒状、花球状、片状、空心球等[6-8]。例如,Berengue 等[9]用水热法合成了颗粒状Sn3O4材料,并研究其在还原H2S 制氢气中的应用,发现该方法制备的Sn3O4材料为大颗粒状,分散性不佳。Ma 等[10]采用碳还原SnO2制备由一定的层状结构堆叠成的带状Sn3O4,并研究了该Sn3O4材料对氧气的气敏效应,但该制备方法的能耗较高。

半导体的电学、光学和催化性能与其晶体形态和微观结构密切相关。在各种形态结构的催化剂中,对于悬浮体系的光催化反应,三维纳/微结构的光催化性能优于低维平面几何结构[11],因为由单元结构堆叠而成的三维多尺度Sn3O4微米球通常拥有较大的比表面积,并且可引起光多重反射,有利于增强对光的捕获,同时在光催化反应中能够提供更多的吸附位点[12-14]。……

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