溶剂热法原位制备TiO 2 /Ti 3 C 2 T x 复合材料及其光催化性能
发布时间：2021-08-23 18:44
以Ti3C2Tx为基底材料,异丙醇（C3H8O）为诱导剂,通过溶剂热法制备TiO2/Ti3C2Tx复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对样品物相组成及微观结构进行表征。结果表明:在Ti3C2Tx层状表面均匀生长出锐钛矿晶型的TiO2,所得TiO2/Ti3C2Tx复合材料光生电子传输性能提高。TiO2/Ti3C2Tx-24 h在500 W汞灯（波长为365 nm）照射下其光催化性能最佳,75 min可降解甲基橙（MO）95%,比纯TiO2光催化剂降解效率提高了67.7%。
【文章来源】：硅酸盐学报. 2020,48(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同反应时间制备TiO2/Ti3C2Tx(TT)的XRD谱
Ti3C2Tx具有了“手风琴”状的层状结构(图2a)。与图2a相对比，图2b显示TT-6 h复合材料有微量的TiO2生长在Ti3C2Tx表面。图2c为TT-12 h复合材料呈现出Ti3C2Tx层状结构和少量的TiO2粒状生长，部分Ti O2甚至生长到了Ti3C2Tx的片层之间，实现TiO2对Ti3C2Tx的层间结构微调整。图2d为制备的TT-36 h复合材料具有更多的TiO2颗粒，覆盖在Ti3C2Tx表面与层间。图3为TT-24 h复合材料元素分布。TiO2在Ti3C2Tx层状结构表面紧密结合(图3a)，元素分布图可以证明Ti3C2Tx层状结构上均匀生长的TiO2纳米颗粒。Ti、C和O的元素均匀分布在整个制备的复合材料中(图3b～图3d)，氧元素来源于连接表面的—OH基团利于生长TiO2[18]。
图5a显示TT-24 h光催化剂主要由Ti、C和O组成。图5b为Ti 2p区域中的电子特性峰(Ti 2p3/2)，以455.3和456.6 eV为中心的Ti 2p3/2。在Ti 2p区域出现1个新的峰，其中心位于459.6 eV可归属于Ti4+离子的TiO2[20]。与纯TiO2(Ti 2p3/2 465.80 eV和Ti 2p1/2460.06 eV)相比[22]，说明TiO2原位生长在Ti3C2Tx层状结构上。图5c在合成TT-24 h后，在C 1s区域中拟合峰是285.8,281.95和284.6 eV分别被指定为C—O、C—Ti和C—C键，发现C—Ti的峰强度发生变化[23]。图5d为O 1s区域观察到3个峰在530.4,531.8和533.3 eV处分别为Ti—O—Ti、Ti—OH和C—OH键[24]。530.4 eV的Ti—O—Ti键的存在，证明了Ti3C2Tx表面上存在TiO2，所以TiO2原位生长在Ti3C2Tx上将引起电荷不平衡，形成反应活性位置，有利于提高光催化活性。图4 不同反应时间制备TiO2/Ti3C2Tx的UV-Vis DRS谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维晶体MXene的制备及催化领域的应用研究进展[J]. 郑会奇,陈晋,李延军. 硅酸盐通报. 2018(06)
[2]金属离子掺杂改性纳米TiO2的能带结构及其光催化性能[J]. 刘子传,郑经堂,赵东风,吴明铂. 硅酸盐学报. 2013(03)
[3]铁掺杂介孔二氧化钛的制备及其光催化性能[J]. 唐守强,何菁萍,张昭. 硅酸盐学报. 2012(07)
[4]铁离子掺杂对TiO2的晶粒生长及晶化过程的影响[J]. 马明远,李佑稷. 硅酸盐学报. 2010(01)
[5]负载TiO2凹凸棒石光催化氧化法处理酸性品红染料废水[J]. 彭书传,谢晶晶,庆承松,陈天虎,徐惠芳,陈菊霞,袁君. 硅酸盐学报. 2006(10)
本文编号：3358397
【文章来源】：硅酸盐学报. 2020,48(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同反应时间制备TiO2/Ti3C2Tx(TT)的XRD谱
Ti3C2Tx具有了“手风琴”状的层状结构(图2a)。与图2a相对比，图2b显示TT-6 h复合材料有微量的TiO2生长在Ti3C2Tx表面。图2c为TT-12 h复合材料呈现出Ti3C2Tx层状结构和少量的TiO2粒状生长，部分Ti O2甚至生长到了Ti3C2Tx的片层之间，实现TiO2对Ti3C2Tx的层间结构微调整。图2d为制备的TT-36 h复合材料具有更多的TiO2颗粒，覆盖在Ti3C2Tx表面与层间。图3为TT-24 h复合材料元素分布。TiO2在Ti3C2Tx层状结构表面紧密结合(图3a)，元素分布图可以证明Ti3C2Tx层状结构上均匀生长的TiO2纳米颗粒。Ti、C和O的元素均匀分布在整个制备的复合材料中(图3b～图3d)，氧元素来源于连接表面的—OH基团利于生长TiO2[18]。
图5a显示TT-24 h光催化剂主要由Ti、C和O组成。图5b为Ti 2p区域中的电子特性峰(Ti 2p3/2)，以455.3和456.6 eV为中心的Ti 2p3/2。在Ti 2p区域出现1个新的峰，其中心位于459.6 eV可归属于Ti4+离子的TiO2[20]。与纯TiO2(Ti 2p3/2 465.80 eV和Ti 2p1/2460.06 eV)相比[22]，说明TiO2原位生长在Ti3C2Tx层状结构上。图5c在合成TT-24 h后，在C 1s区域中拟合峰是285.8,281.95和284.6 eV分别被指定为C—O、C—Ti和C—C键，发现C—Ti的峰强度发生变化[23]。图5d为O 1s区域观察到3个峰在530.4,531.8和533.3 eV处分别为Ti—O—Ti、Ti—OH和C—OH键[24]。530.4 eV的Ti—O—Ti键的存在，证明了Ti3C2Tx表面上存在TiO2，所以TiO2原位生长在Ti3C2Tx上将引起电荷不平衡，形成反应活性位置，有利于提高光催化活性。图4 不同反应时间制备TiO2/Ti3C2Tx的UV-Vis DRS谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维晶体MXene的制备及催化领域的应用研究进展[J]. 郑会奇,陈晋,李延军. 硅酸盐通报. 2018(06)
[2]金属离子掺杂改性纳米TiO2的能带结构及其光催化性能[J]. 刘子传,郑经堂,赵东风,吴明铂. 硅酸盐学报. 2013(03)
[3]铁掺杂介孔二氧化钛的制备及其光催化性能[J]. 唐守强,何菁萍,张昭. 硅酸盐学报. 2012(07)
[4]铁离子掺杂对TiO2的晶粒生长及晶化过程的影响[J]. 马明远,李佑稷. 硅酸盐学报. 2010(01)
[5]负载TiO2凹凸棒石光催化氧化法处理酸性品红染料废水[J]. 彭书传,谢晶晶,庆承松,陈天虎,徐惠芳,陈菊霞,袁君. 硅酸盐学报. 2006(10)
本文编号：3358397
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