| Ta3N5@Ta2O5的可控制备及可见光催化分解水析氢性能 |
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| 引用本文： | 张微,姜洪泉. Ta3N5@Ta2O5的可控制备及可见光催化分解水析氢性能[J]. 无机化学学报, 2018, 34(9): 1591-1599 |
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| 作者姓名： | 张微 姜洪泉 |
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| 作者单位： | 哈尔滨师范大学光电带隙材料省部共建教育部重点实验室;哈尔滨师范大学功能材料设计合成与绿色催化黑龙江省高校重点实验室 |
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| 基金项目： | 黑龙江省教育厅科学技术研究项目（No.12531213）和光电带隙材料省部共建教育部重点实验室开放课题（No.PEBM201708）资助 |
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| 摘 要： | 以水热法制备的Ta_2O_5纳米粒子为前驱体,利用高温氮化技术成功制备了核壳异质结构的Ta_3N_5@Ta_2O_5纳米光催化剂。采用XRD、XPS、TEM、N_2吸附-脱附测试、DRS及电化学测试等分析手段,考察了氮化温度和氮化时间对样品的表面组成、晶粒尺寸、晶面结构、能带结构及载流子分离效率的影响规律。在NH_3气流量50 mL·min~(-1)的条件下,当氮化温度为750℃,控制氮化时间能够对纳米Ta_2O_5样品的带隙结构在3.86~2.08 eV间有效调控,相应地样品逐渐从Ta_2O_5经TaON@Ta_2O_5转化为Ta_3N_5@Ta_2O_5;当氮化时间为3 h,氮化温度由750℃升高到900℃,Ta_3N_5@Ta_2O_5样品的带隙窄化至2.04 eV;当氮化温度为850℃,氮化时间延长至12 h,Ta_2O_5完全氮化为Ta_3N_5,带隙进一步窄化至2.02 eV。经850℃氮化3 h样品,壳层Ta_3N_5界面转化为高活性(110)晶面,光生载流子分离效率最大,在可见光(λ420 nm)照射下光解水析氢活性最高,达21.75μmol·g~(-1)·h~(-1)。
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| 关 键 词： | Ta2O5 Ta3N5 异质结 光催化 分解水 半导体 非均相催化 电荷转移 |
| 收稿时间： | 2018-02-11 |
| 修稿时间： | 2018-06-11 |
Controllable Synthesis of Ta3N5@Ta2O5 and Properties of Splitting Water into Hydrogen under Visible Light Irradiation |
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| ZHANG Wei and JIANG Hong-Quan. Controllable Synthesis of Ta3N5@Ta2O5 and Properties of Splitting Water into Hydrogen under Visible Light Irradiation[J]. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2018, 34(9): 1591-1599 |
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| Authors: | ZHANG Wei and JIANG Hong-Quan |
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| Affiliation: | Key Laboratory for Photonic and Electric Bandgap Materials, Ministry of Education, Harbin Normal University, Harbin 150025, China;Key Laboratory of Functional Materials and Green Catalysis, Colleges of Heilongjiang Province, Harbin Normal University, Harbin 150025, China and Key Laboratory for Photonic and Electric Bandgap Materials, Ministry of Education, Harbin Normal University, Harbin 150025, China;Key Laboratory of Functional Materials and Green Catalysis, Colleges of Heilongjiang Province, Harbin Normal University, Harbin 150025, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Ta3N5 Ta2O5 heterojunction photocatalysis water splitting semiconductors heterogeneous catalysis charge transfer |
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