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氧空位自掺杂黑色TiO_(2)超亲水表面的构建用于可见光驱动光催化降解有机污染物
1
作者
高佳琦
杨存玙
+4 位作者
谢岩钰
王朔
李勇
马腾
赵亚丽
《表面技术》
北大核心
2025年第16期249-257,共9页
目的针对工业废水中难降解有毒染料污染治理的迫切需求,研发高效光催化水处理技术已成为环境工程领域的研究焦点。基于缺陷工程原理,设计并构筑了氧空位(OVs)可调控的黑色二氧化钛纳米管阵列(B-TNT-x),旨在强化其光催化降解有机污染物...
目的针对工业废水中难降解有毒染料污染治理的迫切需求,研发高效光催化水处理技术已成为环境工程领域的研究焦点。基于缺陷工程原理,设计并构筑了氧空位(OVs)可调控的黑色二氧化钛纳米管阵列(B-TNT-x),旨在强化其光催化降解有机污染物的性能。方法通过阳极氧化结合铝热还原法调控氧空位浓度,系统研究了氧空位对材料表面特征、晶体与电子结构及光电性能的影响。结果表征结果表明,成功制备了一系列形貌规整的TiO_(2)纳米管阵列。电子显微学观测表明,OVs主要富集于催化剂表面,并诱导晶格重构,导致催化剂表面粗糙度增加。光电性能测试显示,OVs显著拓宽了催化剂的可见光吸收范围,并提升了电荷转移效率;此外,氧空位修饰赋予催化剂超亲水表面特性,在亚甲基蓝降解实验中,B-TNT-450样品表现出最优性能,降解效率达91.1%。结论归因于适量OVs通过形成局域缺陷能级缩小了TiO_(2)带隙,同时作为电荷分离中心提升了载流子迁移率,抑制了光生载流子复合,且与超亲水表面结构产生协同效应,进而显著提升了氧空位自掺杂黑色TiO_(2)光催化性能。本研究为缺陷工程调控半导体光催化剂表面功能化及光降解性能提供了理论依据与技术参考。
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关键词
光催化降解
氧空位
黑色TiO_(2)
超亲水性表面
表面
调控
缺陷工程
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职称材料
题名
氧空位自掺杂黑色TiO_(2)超亲水表面的构建用于可见光驱动光催化降解有机污染物
1
作者
高佳琦
杨存玙
谢岩钰
王朔
李勇
马腾
赵亚丽
机构
晋中学院材料科学与工程系
晋中学院山西省新型多功能玻璃技术创新中心
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第16期249-257,共9页
基金
山西省基础研究计划项目(202303021212270,202203021212508)。
文摘
目的针对工业废水中难降解有毒染料污染治理的迫切需求,研发高效光催化水处理技术已成为环境工程领域的研究焦点。基于缺陷工程原理,设计并构筑了氧空位(OVs)可调控的黑色二氧化钛纳米管阵列(B-TNT-x),旨在强化其光催化降解有机污染物的性能。方法通过阳极氧化结合铝热还原法调控氧空位浓度,系统研究了氧空位对材料表面特征、晶体与电子结构及光电性能的影响。结果表征结果表明,成功制备了一系列形貌规整的TiO_(2)纳米管阵列。电子显微学观测表明,OVs主要富集于催化剂表面,并诱导晶格重构,导致催化剂表面粗糙度增加。光电性能测试显示,OVs显著拓宽了催化剂的可见光吸收范围,并提升了电荷转移效率;此外,氧空位修饰赋予催化剂超亲水表面特性,在亚甲基蓝降解实验中,B-TNT-450样品表现出最优性能,降解效率达91.1%。结论归因于适量OVs通过形成局域缺陷能级缩小了TiO_(2)带隙,同时作为电荷分离中心提升了载流子迁移率,抑制了光生载流子复合,且与超亲水表面结构产生协同效应,进而显著提升了氧空位自掺杂黑色TiO_(2)光催化性能。本研究为缺陷工程调控半导体光催化剂表面功能化及光降解性能提供了理论依据与技术参考。
关键词
光催化降解
氧空位
黑色TiO_(2)
超亲水性表面
表面
调控
缺陷工程
Keywords
photocatalytic degradation
oxygen vacancies
black TiO_(2)
superhydrophilic surface
surface modulation
defect engineering
分类号
TQ426.6 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
氧空位自掺杂黑色TiO_(2)超亲水表面的构建用于可见光驱动光催化降解有机污染物
高佳琦
杨存玙
谢岩钰
王朔
李勇
马腾
赵亚丽
《表面技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
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