Mn掺杂LaNi_(1-x)Mn_(x)O_(3)的合成及在可见光下的光催化活性

摘要

采用溶胶-凝胶法制备LaNi_(1-x)Mn_(x)O_(3)(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)钙钛矿型氧化物光催化材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光电子能谱(XPS)等现代分析测试手段表征LaNi_(1-x)Mn_(x)O_(3)的物相、微观形貌及分子振动与键能的变化,并以可见光下对甲基橙的降解率为指标评价其光催化性能。结果表明,Mn掺杂使衍射峰向低角度偏移,引起晶格扩张,导致LaNi_(1-x)Mn_(x)O_(3)晶体粒径增大;掺杂后Mn^(4+)/Mn^(3+)与Oads/Olatt的峰面积比例增加,提高了催化剂的氧化能力、界面电子转移率和表面吸附氧的数量,进而使其光催化活性提高;当Mn掺杂量为40%时,获得的LaNi_(0.6)Mn_(0.4)O_(3)具有最优的光催化性能,可见光照射120 min对甲基橙的降解率高达99.46%,循环利用五次后降解率仍可达86.97%,这表明LaNi_(0.6)Mn_(0.4)O_(3)具有较好的稳定性和循环利用性。在光催化降解过程中自由基活性按从高到低排序为:h^(+)、e^(-)、·OH。