MC鎂瑞臣論文獎(jiǎng)勵(lì)丨南京航空航天大學(xué)：常焜課題組憑借使用我們MC鎂瑞臣的產(chǎn)品，發(fā)表了最新研究成果！

發(fā)表期刊：ACS Catalysis

第一作者：秦亞雷、方帆

通訊作者：常焜

發(fā)表單位：南京航空航天大學(xué)

實(shí)驗(yàn)方向：光催化全解水

影響因子：13.084

本文亮點(diǎn)

La, Al-Codoped SrTiO3 as an

Efficient Photocatalyst in Overall Water Splitting: Significant Surface Engineering Effect on Defect Engineering

鑭，鋁共摻雜鈦酸鍶晶體作為一種有效的光催化劑用于整體水分解：表面工程對(duì)缺陷工程的顯著影響

前言

制SrTiO?鈣鈦礦晶格中氧空位和Ti?+等缺陷的形成，被認(rèn)為是提高整體水分解反應(yīng)光催化性能的有效方法。本研究通過(guò)固相處理法合成了一系列摻雜La和Al的SrTiO?催化劑。適量的La?+和Al?+離子摻入鈣鈦礦中，可減少缺陷，從而提升光催化性能。Al?+離子摻入會(huì)引入氧空位，導(dǎo)致Ti?+離子數(shù)量減少。

論文第一作者為：秦亞雷、方帆

論文通訊作者為：常焜

背景介紹

抑制SrTiO?鈣鈦礦晶格中氧空位和Ti?+等缺陷的形成，被認(rèn)為是提高整體水分解反應(yīng)光催化性能的有效方法。本研究通過(guò)固相處理法合成了一系列摻雜La和Al的SrTiO?催化劑。適量的La?+和Al?+離子摻入鈣鈦礦中，可減少缺陷，從而提升光催化性能。Al?+離子摻入會(huì)引入氧空位，導(dǎo)致Ti?+離子數(shù)量減少。在缺陷工程過(guò)程中，由于Al?+的引入，更多的Sr?+會(huì)沉淀到鈣鈦礦表面。因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)腖a?+離子摻入進(jìn)行表面工程，有助于晶格畸變，使表面Sr?+重新進(jìn)入鈣鈦礦晶格，促進(jìn)Ti?+向Ti?+的轉(zhuǎn)化。同時(shí)，La?+離子摻入也有助于減少氧空位。因此，La?+摻入量與整體水分解光催化性能之間的本質(zhì)關(guān)系得以重新認(rèn)識(shí)。ve aled。optimized0.6% La和1%Al的codo ped SrTiO?樣品負(fù)載Rh（0.1 wt%）/Cr?O?（0.0 5 wt%）/CoOOH（0.0 5 wt%）表現(xiàn)出最高的活性和良好的穩(wěn)定性，氣體生成速率為1.79 mmol·h? ¹（H?）和0.91 mmol·h? ¹（O?）。相比之下，在365 nm輻照下，表觀量子效率為78.43%。

關(guān)鍵詞：光催化，整體水分解，La，Al-codopedSrTiO3，表面Sr2+，缺陷工程

本文所用設(shè)備

圖文解析

1.催化劑制備：主要利用助熔劑采用熔鹽法制備La, Al共摻雜SrTiO3納米顆粒。首先將La2O3在1273 K溫度下預(yù)處理12小時(shí)，而后將商業(yè)SrTiO3納米顆粒與Al2O3和La2O3按照化學(xué)計(jì)量比混合，同時(shí)加入上述混合物15倍質(zhì)量的SrCl2·6H2O，并加入無(wú)水乙醇在研缽中濕法研磨30分鐘，干燥后收集樣品防止剛玉坩堝在馬弗爐中1423 K溫度下煅燒15小時(shí)。其中Al3+的摻雜量為1% (摩爾比)，主要考察La3+摻雜對(duì)光催化劑性能的影響，摻雜量為0.2%-1% (摩爾比)。采用分步光沉積法依次沉積0.1 wt% Rh，0.05 wt% Cr2O3和0.05 wt% CoOOH，其中La, Al (0.6, 1.0)-STO的性能最佳，達(dá)到1.79 mmol·h−1 (H2)和0.91 mmol·h−1 (O2)。

2、催化劑性能測(cè)試：采用北京鎂瑞臣有限公司設(shè)計(jì)的封閉式氣體循環(huán)智能化測(cè)試系統(tǒng)(如圖所示)。將80 mg粉體催化劑加入80 mL純水中，放置光催化反應(yīng)裝置超聲分散，并接入封閉式氣體循環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，采用300 W氙燈(>300 nm, 鎂瑞臣有限公司)照射，產(chǎn)出氣體定時(shí)智能采樣進(jìn)入色譜分析，從而獲得光催化劑純水全分解的性能。

全文小結(jié)

總之，這項(xiàng)工作證明了將La3+和Al3+引入SrTiO 3是一種有效減少氧空位和Ti3+數(shù)量的策略。Al3+摻雜導(dǎo)致部分Ti3+轉(zhuǎn)化為Ti4+，表現(xiàn)出p型半導(dǎo)體特性。此外，La3+摻雜可以平衡Al3+，減少氧空位數(shù)量，逆轉(zhuǎn)半導(dǎo)體的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)。另外，從表面析出的Sr2+離子在摻雜La3+離子時(shí)會(huì)重新進(jìn)入鈣鈦礦晶格，促進(jìn)Ti3+進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Ti4+。這些變化最終導(dǎo)致缺陷減少，光催化H2和O2的生成活性增強(qiáng)，分別為1.79和0.91 mmol·h- 1。最后，詳細(xì)討論了La3+和Al3+摻雜的影響，為未來(lái)基于SrTiO 3的光催化劑設(shè)計(jì)提供了有意義的指導(dǎo)。

文獻(xiàn)信息

La, Al-Codoped SrTiO₃ as an Efficient Photocatalyst in Overall Water Splitting: Significant Surface Engineering Effect on Defect Engineering

影響因子：13.084

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公司在光催化實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)研發(fā)方面不斷攻克技術(shù)難題，為光催化降解污染物、光解水制氫制氧或全解水、光催化二氧化碳還原、光催化合成氨（固氮）、光催化降解VOC、甲醛等實(shí)驗(yàn)提供運(yùn)行更穩(wěn)定、操作更便捷的實(shí)驗(yàn)設(shè)備整體解決方案。目前業(yè)務(wù)遍及全國(guó)，為淮北師范大學(xué)、清華大學(xué)、北京化工大學(xué)、北京大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、華東理工大學(xué)、武漢大學(xué)、西安交通大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、南京林業(yè)大學(xué)、東北師范大學(xué)、福州大學(xué)、中科院物理研究所等科研機(jī)構(gòu)提供了周到滿意的服務(wù)，贏得了良好口碑。

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