一步原位制备Nb_(2)O_(5)/NbC复合材料用于高效光催化氧化

摘要

以NbC为前驱体,原位一步热处理制备了Nb_(2)O_(5)/NbC粉末光催化剂,研究了不同热处理温度(400,550,600℃)和保温时间(1,2,3 h)获得样品的光催化特性。使用XRD、SEM、HRTEM、XPS和UV-Vis、FT-IR对样品进行表征。结果表明,NbC氧化生成Nb_(2)O_(5)正交晶相,在400℃热处理1~3 h的样品中能明显观察到残留的NbC,形成了产物Nb_(2)O_(5)/NbC。随热处理温度的升高和保温时间的延长,NbC成分减少,可见光吸收逐渐降低。对样品在紫外可见光下降解亚甲基蓝的性能进行测试,发现400℃保温3 h制备的Nb_(2)O_(5)/NbC微晶材料光催化活性显著高于550和600℃制备的样品,这是由Nb_(2)O_(5)和NbC的协同作用引起的。光激发Nb_(2)O_(5)产生电子空穴对与亚甲基蓝发生反应,NbC杂化相的存在可提高光吸收和光生载流子的迁移率。碳的逸出导致微观孔洞结构,有利于吸附反应的进行,提高光降解效率。