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金属所制备出能全谱吸收可见光的红色二氧化钛光催化材料

2017/11/08 11:13
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【摘要】:
光催化可实现太阳能到化学能的转化(如光催化分解水制氢),是获得新能源的一个重要途径。发展可有效吸收可见光(波长为400-700nm)的光催化材料是实现高效太阳能光催化转化的前提,然而多数稳定的光催化材料的可见光吸收低。掺杂能够缩小光催化材料的带隙,是增加光催化材料可见光吸收的基本手段。锐钛矿TiO2是研究最为广泛的光催化材料,目前利用掺杂手段在一定程度上增加了该材料的可见光吸收,但仍无法实现全谱强

  光催化可实现太阳能到化学能的转化(如光催化分解水制氢),是获得新能源的一个重要途径。发展可有效吸收可见光(波长为400-700nm)的光催化材料是实现高效太阳能光催化转化的前提,然而多数稳定的光催化材料的可见光吸收低。掺杂能够缩小光催化材料的带隙,是增加光催化材料可见光吸收的基本手段。锐钛矿TiO2是研究最为广泛的光催化材料,目前利用掺杂手段在一定程度上增加了该材料的可见光吸收,但仍无法实现全谱强吸收。

  2004年以来,中科院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室一直致力于解决宽带隙光催化材料的可见光全谱强吸收的难题。前期的系列研究揭示,掺杂原子的空间分布是决定掺杂能否缩小带隙的本质因素,即表面掺杂只能在带隙中引入局域化能级,体相掺杂可缩小带隙。同时,提出利用层状结构来实现掺杂原子在体相的均相分布的思路,增加光催化材料的可见光吸收。然而,如何在非层状结构材料如TiO2中实现掺杂原子的体相掺杂一直未获突破。


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