量子点自修饰TiO2 p-n同质结的构建及光催化性能

• 作者: 唐娜 姚柯奕 张建平 张蕾 杜威 王松博 王非凡 程鹏高
• 来源期刊: 高等学校化学学报
• 学科: 化学
• 关键词: 二氧化钛 p-n同质结 缺陷调控 电荷分离 光催化产氢
• 年，卷（期）: 2020,（7）
• 所属期刊栏目: 物理化学
• 页码范围: 1615-1624
• 页数: 10页
• 分类号: O643.3
• 字数: 6652字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7503/cjcu20200107

摘要

在n型TiO2纳米片表面原位沉积p型TiO2量子点构建了量子点自修饰的TiO2 p-n同质结(PNT-x),并利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、稳态荧光光谱(PL)、拉曼光谱(Raman)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、 电化学测试及电化学交流阻抗谱(EIS)对复合物的组成、结构和光催化性能进行了表征和研究.结果表明,PNT-x具有TiO2量子点自修饰的结构,量子点和纳米片中分别含有金属缺陷和氧缺陷,其含量随组成变化可控,并使得PNT-x表现出p-n同质结的典型特征,与n-nⅡ型同质结以及块状p-n同质结相比,PNT-x中费米能级相差更大,界面内电场更强,具有更高的电荷分离和传递效率.光照下,样品的光催化活性顺序为PNT-400>p-25>PNT-600>PNT-200>p-TiO2>n-TiO2,其中PNT-400的光催化产氢速率高达41.7 mmol·g-1·h-1,分别为n-TiO2纳米片、Ⅱ型同质结和块状p-n同质结的4.3倍、3.6倍和2.3倍,并表现出优异的催化稳定性.