Ti4+掺杂制备花状SnO2/Sn3O4异质结微米球及其光催化性能

摘要

通过水热法制备了由层状纳米片堆叠而成的花球状Sn3O4及x％Ti-SnO2/Sn3O4(x％为Ti与Sn的物质的量之比).采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、红外光谱和光电流响应等物理化学方法对合成的样品进行表征分析.结果表明,由于Ti4+电负性及离子半径与Sn4+相似,可以很好地进入Sn3O4晶格中替代Sn4+形成替代掺杂,但不引起大的晶格畸变.同时,掺入Ti4+后使得一部分Sn4+直接与O结合生成纳米球状SnO2颗粒分散覆盖在Sn3O4表面,形成SnO2/Sn3O4异质结.光催化活性表明,x％Ti-SnO2/Sn3O4不仅具有较强的还原Cr6+能力,而且拥有氧化降解有机污染物甲基橙和酸性橙Ⅱ的能力.催化活性的增强归因于x％Ti-SnO2/Sn3O4具有比较大的比表面积和更强的光吸收,同时SnO2/Sn3O4异质结的生成有效地提升了光生电子与空穴的分离效率.