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MgTiO3/MgTi2O5/TiO2 heterogeneous belt-junctions with high photocatalytic hydrogen production activity

Nano Research 2017年第1期10卷 295-304页

作者： Ling Meng Zhiyu Ren Wei Zhou Yang Qu Guofeng Wang Key Laboratory of Functional Inorganic Material Chemistry Ministry of Education School of Chemistry and Materials ScienceHeilongjiang University Harbin 150080 China

An effective photocatalytic hydrogen production catalyst comprising MgTiO3/ MgTi2O5/TiO2 heterogeneous belt-junctions was prepared using magnesium ions by a thermally driven doping method. The tri-phase heterogeneous junction was confirmed by X-ray powder diffraction （XRD）, transmission electron microscopy （TEM）, and high-resolution TEM （HRTEM）. The as-prepared MgTiOg/MgTi2OJ TiO2 heterojunctions exhibited a very high photocatalytic hydrogen production activity （356.1 mol·g0.1mgcat·h^-1） and an apparent quantum efficiency （50.69% at 365 nm） that is about twice of that of bare TiO2 nanobelts （189.4mol·g0.1mgcat·h^-1）. Linear sweep voltage and transient photocurrent characterization as well as analysis of the electrochemical impedance spectra and Mott-Schottky plots revealed that the high photocatalytic performance is caused by the one-dimensional structure, which imparts excellent charge transportation characteristic, and the MgTiO3/MgTi2O5/TiO2 tri-phase heterojunction, which effectively drives the charge separation through the inherent electric field. This titanate-based tri-phase heterogeneous junction photocatalyst further enriches the catalyst system for photocatalytic hydrogen production.

关键词： MgTiO3/MgTi2O5/TiO2 heterogeneousbelt-junctions photocatalytic hydrogenproduction

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