Au改性BaTiO_3纳米颗粒在模拟太阳光照射下的光催化降解性能

摘要

用聚丙烯酰胺凝胶法制备BaTiO_3纳米颗粒,然后用光还原法在其表面沉积Au颗粒,制备出Au/BaTiO_3复合光催化剂。使用X射线粉末衍射技术(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等手段对样品进行了表征。结果表明:Au修饰没有改变BaTiO_3的晶体结构;粒径分布在5~20 nm的Au纳米颗粒,附着在BaTiO_3颗粒表面(平均粒径约为55 nm);Au纳米颗粒的表面等离子体共振吸收效应(SPR)使Au/BaTiO_3对~560 nm处的可见光产生较强的吸收;与BaTiO_3单体相比,Au/BaTiO_3中光生电子和空穴的复合几率明显降低。同时,提出了Au纳米颗粒在BaTiO_3表面的形成机制。以偶氮染料亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,在模拟太阳光的照射下研究了产物的光催化活性和光催化稳定性。结果表明:适量的Au修饰明显提高了BaTiO_3的光催化降解活性,且使Au/BaTiO_3具有良好的光催化稳定性。探讨了Au纳米颗粒改善BaTiO_3模拟太阳光光催化性能的机理。