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中国稀土学报2025年第06期:S型异质结Pr~(3+):Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2的构建及其高效光催化CO_2还原

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李跃军;曹铁平;孙大伟;

单位:海南科技职业大学医药学院;白城师范学院化学学院;

摘要:本文以电纺TiO_2纳米纤维为基质和反应物,采用水热法将稀土Pr~(3+)掺杂Bi_4Ti_3O_(12)构筑在纤维表面,制得Pr~(3+):Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2复合纤维材料。利用不同方法表征其微观结构、形貌和光电性能,并以光催化CO_2还原实验考察其光催化活性。Pr~(3+):Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2复合纤维材料对CO_2的还原能力优于单体材料,其光催化CO_2生成CH_4和CH_3OH的速率分别为14.64和7.14μmol·g~(-1)·h~(-1)。研究表明,Pr~(3+)掺杂进入Bi_4Ti_3O_(12)晶格,部分取代Bi~(3+),导致晶胞膨胀,晶格畸变,形成缺陷,与TiO_2复合形成S型异质结,具有独特的电子和空穴分离机制、强大的氧化还原能力和较强的载流子分离驱动力,更有利于光生载流子的产生、迁移和有效分离,从而提高TiO_2纳米纤维的光催化活性。

关键词:S型异质结;;Pr~(3+):Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2复合纤维;;光催化CO_2还原

基金资助:国家自然科学基金项目(21573003);; 吉林省自然科学基金项目(20140101118JC)资助