三明治结构钌插层二氧化钛光催化四环素降解性能研究

作     者：王兆阳 秦鹏 蒋胤 冯小波 杨培志 黄富强 WANG Zhaoyang;QIN Peng;JIANG Yin;FENG Xiaobo;YANG Peizhi;HUANG Fuqiang

作者机构：云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室昆明650500 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室上海200050 上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2024年第39卷第4期

页      面：383-389页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(U1802257,12264057) 云南省基础研究重点基金(202201AS070023) “兴滇英才支持计划”“春城计划”高层次人才引进培养工程(2022SCP005) 

主　　题：层状二氧化钛 钌插层 光催化 盐酸四环素 

摘      要：纳米TiO_(2)具有高催化活性、高化学稳定性、成本低廉和安全无毒等优势,是目前广泛使用的一类光催化剂,但较大的禁带宽度和较高的光生电子-空穴复合速率使其光子利用率偏低。本研究利用微刻蚀法设计合成了二维TiO_(2)纳米片,并进一步与Ru复合,构建了三明治结构Ru@TiO_(2)高效光催化剂。采用不同表征手段研究了三明治结构Ru@TiO_(2)的表面形貌、电子结构、光电特性和光降解盐酸四环素的性能。结果表明:插入Ru将TiO_(2)的光响应范围由紫外光区拓展至整个可见-近红外光区,光子吸收和载流子分离效率得以提升,同时提高了体系光催化活性。模拟太阳光(AM 1.5G,100 mW·cm^(–2))照射80 min,三明治结构Ru@TiO_(2)高效光催化剂对盐酸四环素的降解效果出色,降解效率达到91.91%。本研究为TiO_(2)基高效光催化剂结构设计提供了一条有效途径。