单斜相Nb2O5纳米带的水热拓扑合成及光催化性能表征

摘要

目的 通过水热拓扑合成制备具有光催化活性并暴露特定晶面的N b2 O5纳米带.方法 以Nb2 O5和KCl为原料制备的一维KNb3 O8带状粒子为前驱体,经过酸交换、水热拓扑结构转型得到暴露特定结晶面的单斜相五氧化二铌(M-Nb2 O5).用XRD,FE-SEM,TEM,SAED和EDX等分析手段对合成产物的结构、形貌以及化学组成进行表征.结果 制备出与前躯体K N b3 O8粒子形貌相同且主要暴露面为(001)面的单斜相N b2 O5带状晶体,其长度为2～8μm,宽度约为500 nm,厚度为50～70 nm.通过模拟阳光下分解水评估了单斜相N b2 O5纳米带作为光催化剂的光电化学性能,结果显示其产生的光电流密度及产氢量分别为30.9μA·cm-2和461μmol·h-1·g-1,是对照样品正交相Nb2 O5粒子的3倍.说明单斜相N b2 O5纳米带具有良好的光电化学活性和较高的光电转换效率.结论 单斜相N b2 O 5纳米带晶在光催化剂和光伏纳米器件中具有潜在的应用价值.