三维网状Dy3+:YVO4/TiO2复合纤维的制备及光催化产氢性能

摘要

以电纺TiO2纳米纤维为基质,柠檬酸为软模板,采用一步水热法制备了具有三维立体网状结构的稀土Dy^3+掺杂YVO4/TiO2复合纤维.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、N2吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱及荧光光谱等手段对材料的组成、表面形貌和性能进行表征,以光分解水产氢实验考察其光催化活性.结果表明,Dy^3+∶YVO4纳米枝与TiO2纳米纤维相互交联构筑的纳米纤维网具有大比表面积,可提供更多活性位点,改善了多相光催化反应的传递过程;稀土Dy^3+掺杂的YVO4与TiO2复合形成异质结相互促进,在拓宽光谱响应范围、提高太阳光利用率的同时使光生电子-空穴对得到较好分离,从而提高了样品的光催化活性.模拟太阳光照射下,Dy^3+∶YVO4/TiO2复合纤维光催化产氢速率达到8. 63 mmol·h^-1·g^-1,是纯TiO2纳米纤维的10倍.