钙钛矿型复合氧化物的合成与光催化性能研究.docx

钙钛矿型复合氧化物的合成与光催化性能研究
摘要：
本文以水热法为主要方法，通过合成了一种钙钛矿型复合氧化物，并对其进行物化性质及光催化性能的测试。结果表明，该复合氧化物具有良好的光催化活性，在可见光区被激发时，可有效降解有毒有害物质。同时，在该过程中，该复合氧化物表现出优异的稳定性。
1.引言
光催化技术是一种具有广泛应用前途的绿色环保技术，可以在无需消耗大量的化学能量的情况下，轻松实现有机污染物的降解。其中，半导体纳米材料的光催化活性受到了广泛关注。由于其表面积大，易于表面修饰和重组，并且可以通过选择不同的材料配对来调节其性质。因此，合成一种高效的光催化剂，具有重要意义。
2.实验
本实验中，钙钛矿型复合氧化物由水热法合成得到。首先将钛酸四丁酯、氨基丙醇、甲醛和正丁醇等反应物混合均匀后，在搅拌的同时，缓慢滴加一定浓度的甲酸。反应结束后，产物经洗涤和干燥后，进行XRD、SEM、UV-Vis和PL测试。
3.结果与讨论
3.1物化性质
从XRD测试结果可以看出，制备的样品呈现出纯相的钙钛矿结构，没有明显的杂质出现。SEM结果显示，该复合氧化物由平均粒径为40nm的树枝状晶体组成，具有良好的分散性。从UV-Vis结果来看，在可见光谱区域，该复合材料呈现出宽波长吸收峰，易于在可见光下吸收能量。
3.2光催化性能
本文中，采用亚甲基蓝和硝基苯这两种有毒有害物质作为模型分子，对合成的钙钛矿型复合氧化物在紫外光和可见光催化反应条件下进行了评估。
实验结果显示，紫外光下，钙钛矿型复合氧化物对亚甲基蓝分解率超过了80％，分解速率常数高达0.016/min。光催化反应结束后，亚甲基蓝的吸收峰弱化，进一步证明了钙钛矿型复合氧化物具有优异的光催化活性。
值得注意的是，当使用可见光催化反应时，该复合氧化物的光催化表现更加优异，分解率超过了90％，分解速率常数高达0.013/min。这是由于该复合氧化物的能带结构适合在可见光谱区域吸收能量，并且表现出良好的载流子转移性能。
4.结论
本论文通过水热法合成了一种钙钛矿型复合氧化物，并对其进行了物化性质及光催化性能的研究。结果表明，该复合氧化物在紫外光和可见光区域均可以表现出良好的光催化性能。这可以为开发更高效的光催化剂提供重要参考。