BaTiO3⁃TiO2复合体的软化学制备及其性能研究

doi:10.3969/j.issn.1006-396X.2022.04.007

摘要/Abstract

摘要：

以八水合氢氧化钡(Ba(OH)₂·8H₂O)、二氧化钛(TiO₂)为原料，采用软化学水热的制备方法，在120 ℃的温度下，通过调控不同n（Ba）/n（Ti）合成了BaTiO₃?TiO₂复合体。通过X射线衍射（XRD)、扫描电镜（SEM）、紫外?可见吸收光谱（UV?Vis）等测试手段，研究了不同n（Ba）/n（Ti）条件下所得到的复合体的结构，并考察了复合体对模拟降解污染物——罗丹明B（RhB)的降解效果。结果表明，当n（Ba）/n（Ti）=0.50时，BaTiO₃?TiO₂复合体对罗丹明B的降解率最大，催化效果最好；同时，n（Ba）/n（Ti）=0.50时，所形成BaTiO₃?TiO₂复合体的活性位点最多，有助于光催化反应的进行。

关键词: BaTiO₃?TiO₂, 软化学, 光催化, 异质结构

Abstract:

The BaTiO₃?TiO₂ composites were prepared by using hydrate barium hydroxide (Ba(OH)₂·8H₂O) and titanium dioxide (TiO₂) as raw materials with soft chemical hydrothermal method at 120 ℃ and different Ba/Ti molar ratios.The structure of the prepared composites with different Ba/Ti molar ratios was analyzed by X?ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),and UV?visible absorption spectroscopy (UV?Vis),the degradation effect of the complex on the simulated degradation pollutant,rhodamine B (RhB) was investigated.The results indicate that the BaTiO₃?TiO₂ composites obtained at a Ba/Ti molar ratio of 0.50 have an excellent catalytic effect for the degradation of rhodamine B (RhB) during the simulation of dye wastewater degradation.Meanwhile,more active sites formed at the Ba/Ti molar ratio of 0.50, which facilitated the photocatalytic reaction.

Key words: BaTiO₃?TiO₂, Soft chemical, Photocatalyst, Heterostructure

中图分类号:

TQ134.1

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图/表 7

图1 120 ℃时n（Ba）/n（Ti）=0.25、0.50、0.75、1.00下制备样品的XRD谱图

Fig.1 XRD spectra of samples prepared under n(Ba)/n(Ti)=0.25,0.50,0.75,1.00 conditions at 120 °C

图2 120 ℃时n（Ba）/n（Ti）=0.25、0.50、0.75、1.00下制备样品的SEM

Fig.2 SEM plot of samples prepared under n（Ba）/ n（Ti）=0.25，0.50，0.75，1.00 conditions at 120 °C

图3 120 ℃、n（Ba）/n（Ti）=0.25、0.50、0.75、1.00下制备样品的粒径分析结果

Fig.3 Particle size analysis plot at 120 °C,n（Ba）/n（Ti）=0.25，0.50，0.75，1.00

图4 n（Ba）/n（Ti）=0.25、0.50、0.75、1.00条件下制备样品对罗丹明B降解性能的影响

Fig.4 Effect of sample preparation under n（Ba）/n（Ti）=0.25，0.50，0.75，1.00 conditions on the degradation performance of rhodamine B

图5 TiO2、BaTiO3和n(Ba)/n(Ti)=0.50的复合体的UV?Vis漫反射吸收光谱图及Tauc图（a）漫反射吸收光谱（b） Tauc图

Fig.5 UV?Vis diffuse reflection absorption spectrum at TiO2,BaTiO3 and Ba / Ti molar ratios is 0.50 and Tauc diagram

图6 不同捕获剂对n（Ba）/n（Ti）=0.50复合体的光催化性能的影响（a） C/C0 （b）降解率

Fig.6 Effects of different trapping agents on the photocatalyst properties of n（Ba）/n（Ti）=0.50

图7 光生电子在BaTiO3?TiO2复合体内迁移路径示意图

Fig.7 Schematic diagram of the migration path of photogenerated electrons in the BaTiO3?TiO2 complex

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