MgAl-LDHs/TiO_(2)复合光催化剂的制备及光催化性能

作     者：林博文 徐亦冬 余德密 LIN Bowen;XU Yidong;YU Demi

作者机构：浙大宁波理工学院土木建筑工程学院浙江宁波315100 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 浙江大学建筑工程学院杭州310000 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2023年第37卷第19期

页      面：40-45页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 0817[工学-化学工程与技术] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0703[理学-化学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：浙江自然科学基金重点项目(LZ22E080003) 浙江省交通厅科技计划项目(202225) 浙江省自然科学基金一般项目(LY20E080002) 

主　　题：LDHs 记忆效应 吸附 光催化 协同效应 第一性原理 光催化机理 

摘      要：基于水滑石(LDHs)的记忆效应,合成了MgAl-LDHs/TiO_(2)复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、光致发光光谱(PL)等研究手段对材料进行表征。以亚甲基蓝(MB)为降解物,研究MgAl-LDHs/TiO_(2)在模拟太阳光下的光催化性能并优化了反应条件;基于第一性原理,从原子尺度出发计算复合体系的能带结构和态密度;探究了光催化过程中的主要活性基团并提出了可能的光催化反应机理。结果表明:MgAl-LDHs/TiO_(2)中TiO_(2)组分的团聚现象有所改善,与单一TiO_(2)相比,复合材料吸附能力极大增强,光催化活性明显提高。当LDHs质量占比为50%、焙烧温度为400℃时,催化剂在40 min内对亚甲基蓝的降解率达到95.3%。光催化反应过程中的主要活性基团为h+和·OH,MgAl-LDHs/TiO_(2)为间接带隙半导体,模拟计算所得的禁带宽度为1.67 eV,光响应原理是电子从VB中的O 2p转移到CB中杂化的Ti 3d和Al 3p中。