硼族元素掺杂对K_2La_2Ti_3O_(10)光催化产氢性能的影响

作     者：杨亚辉 陈启元 李洁 尹周澜 YANG Ya-Hui;CHEN Qi-Yuan;LI Jie;YIN Zhou-Lan

作者机构：中南大学化学化工学院长沙410083 中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 

出 版 物：《无机化学学报》 (Chinese Journal of Inorganic Chemistry)

年 卷 期：2009年第25卷第2期

页      面：256-263页

核心收录：

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家"863"计划项目(No.2002AA327140) 湖南省自然科学基金项目(No.08JJ3022) 湖南省科技计划项目(No.08FJ4105)资助 

主　　题：K2La2Ti3O10 光催化活性 氢气 第一性原理 

摘      要：通过溶胶-凝胶法制备了层状钙钛矿结构的K2La2Ti3O10及硼族元素掺杂的K2La2Ti3O10,采用X-射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(DRS)等对K2La2Ti3O10及硼族元素掺杂K2La2Ti3O10进行表征。以I-为电子给体、分别在紫外和可见光辐射下研究了K2La2Ti3O10及硼族元素掺杂K2La2Ti3O10光催化分解水的产氢活性;采用第一性原理,计算了硼族元素掺杂对K2La2Ti3O10半导体能带结构和态密度的影响,从电子结构的变化揭示了掺杂引起光催化活性差异的原因。研究结果表明,硼族元素的掺入能够改善和提高K2La2Ti3O10的光解水产氢活性;在B,Al,Ga,In与Ti的物质的量的比为0.01∶1的情况下,K2La2Ti3O10紫外光催化分解水产氢速率分别为151.7、119.6、155和119.2μmol.L-1.h-1,比K2La2Ti3O10掺杂改性前产氢速率分别提高了166%、110%、172%和109%,可见光分解水的产氢速率为67.0、60.5、55.0和50.0μmol.L-1.h-1,分别为K2La2Ti3O10掺杂改性前产氢速率的4、3.7、3.3和3倍。