酞菁铜对纳米α-Fe2O3光催化剂的表面改性

摘要

cqvip:为推动纳米氧化铁基光催化材料在水体环境修复领域中的应用,针对氧化铁半导体导带底能级位置较正而导致的光生电子热力学还原能力不足及其表面催化活化O2位点少的科学问题,在控制合成小尺寸纳米氧化铁的基础上,通过复合改性实现对其光生电子的有效调控是关键.首先利用尿素调制的相分离水解-溶剂热法制备了小尺寸纯相α-Fe2O3.在此基础上,通过简单的湿化学法实现了CuPc对α-Fe2O3纳米粒子的表面改性.结果表明:所获得的最佳样品(CuPc和α-Fe2O3的质量比为1%)的光催化降解2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的活性达到了纯α-Fe2O3的2.5倍;利用紫外-可见漫反射光谱(DRS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、激光拉曼光谱(Raman)等手段对其进行了结构表征,揭示了CuPc与α-Fe2O3之间通过氢键作用实现有效连接;基于羟基自由基荧光测试及电化学分析表明光催化活性提高的主要原因有:CuPc的引入有效改善了其光生电荷分离效率,并且进一步促进了O2的活化;CuPc对长波可见光的特征吸收进一步改善了其可见光利用范围.该策略也适用于其他过渡金属酞菁对α-Fe2O3的修饰,并且均改善了α-Fe2O3的光催化性能.