纳米 NaTaO 3 的制备、掺杂改性及其光催化性质研究

1. 纳米NaTaO3的制备、掺杂改性及其光催化性质研究纳米NaTaO3的制备、掺杂改性及其光催化性质研究 答辩学生：刘桂继 指导老师：石建英 2009年5月24日 应用化学 05331011

2. A B C 主 要 内 容 研究背景 纳米钽酸钠 制备 掺杂改性 光催化性能 研究 结果和讨论 总 结 D 致 谢

3. 一.研究背景 半导体光催化过程

4. NiO/NaTaO3:La催化剂:高效光催化水分解 H. Kato, A. Kudo.Catal. Lett., 58, 1999, 153； H. Kato, A. Kudo.Chem. Phys. Lett., 331, 2000, 373； H. Kato, A. Kudo.J. Phys. Chem. B, 105, 2001, 4285; H. Kato, A. Kudo. et al.J. Am. Chem. Soc., 125, 2003, 3082. 钽酸钠光催化剂

5. 低温合成纳米 尺寸的钽酸钠 5d Ta5+ CB 5d Ta5+ ＜310 nm UV 4.0 eV 4.0 eV > 400 nm Vis 2p O2- VB 2p O2- 钽酸钠光催化剂 传统高温固相合成 • 反应温度1000℃以上 • 粒径尺寸微米量级 • 高温下钠源挥发引起晶体的缺陷

6. 低温合成方法 燃烧法 电化学法 钽酸钠 溶胶凝胶法 水热法 微乳液法 二.实验部分 1.合成方法

7. 2.实验流程 水热合成法 燃烧法 6gNaOH0.331gTa2O5 15ml去离子水 0.331gTa2O5 0.120g NaC2O4 0.216g CO(NH2)2 研磨均匀 室温搅拌1h 转移至水热釜 水热180℃，1h 600℃，焙烧 4h 制得NaTaO3样品

8. 3.实验结果 单斜相NaTaO3，空间群：P2/m（10） 晶格常数：a=3.8936Å，b=3.8905Å，c=3.8936Å， 粒子平均粒径：~ 40nm。 图1 XRD图：钽酸钠

9. 4.掺杂改性 • 铋源的选择： Bi(NO3)3·5H2O和NaBiO3 • (1)水热合成法：Bi(NO3)3·5H2ONaBiO3 • (2)燃烧法：Bi(NO3)3·5H2O

10. 5.NaTaO3:Bi紫外可见吸收光谱 图2 紫外可见吸收：不同掺杂产品

11. 6.光催化性能测试 图3 催化性能测试

12. 1 2 3 分别以水热和燃烧法在低温下合成出结晶度较好的纳米钽酸钠光催化剂。 通过上述两种合成体系分别以NaBiO3和Bi(NO3)3·5H2O为铋源制备出Bi- NaTaO3。 根据产品的紫外－可见吸收情况，可以预见铋的掺杂有利于提高钽酸钠的催化活性。并且通过催化性能测试证实了上述预测。 三.总结

13. 四.致谢 • 本论文的工作是在导师石建英老师的悉心关怀，精心指导和严格要求下完成的，在此对石老师表示最诚恳的谢意。 • 本论文的工作得益于与实验室同学卓有成效的合作和讨论。在此向蔡东凯等同学表示感谢。 • 感谢所有支持、帮助我的老师、同学以及在座的每一个人！

14. 谢谢！