新型半导体可见光催化剂纳米锰酸钇

doi:10.3724/SP.J.1088.2011.10151

催化学报 ›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (7): 1199-1203.DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10151

新型半导体可见光催化剂纳米锰酸钇

王仕发1,2, 杨华1,2,*, 县涛1,2

1兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室, 甘肃兰州 730050; 2兰州理工大学理学院, 甘肃兰州 730050

收稿日期:2011-01-28 修回日期:2011-03-14 出版日期:2011-07-18 发布日期:2014-11-28

A Novel Visible-Light-Driven Semiconductor Photocatalyst: Nano-Yttrium Manganite

WANG Shifa, YANG Hua*, XIAN Tao

1State Key Laboratory of Gansu Advanced Non-ferrous Metal Materials, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, Gansu, China; 2School of Science, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, Gansu, China

Received:2011-01-28 Revised:2011-03-14 Online:2011-07-18 Published:2014-11-28

摘要/Abstract

摘要： 采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了锰酸钇 (YMnO3) 纳米颗粒, 并运用 X 射线衍射、扫描电镜和紫外可见漫反射光谱对样品进行了表征. 结果表明, 制得的 YMnO3 纳米晶主要为六方钙钛矿结构, 兼有少许的正交钙钛矿结构, 且颗粒粒度均匀、形貌规整、呈类球形, 平均颗粒尺寸约为 45 nm. 另外, 测得 YMnO3 纳米颗粒的光学带隙值为 1.31 eV. 以一种典型的偶氮染料甲基红为目标降解物, 考察了 YMnO3 纳米颗粒的光催化活性. 结果表明, 在紫外光和可见光辐照下纳米颗粒均表现出了良好的光催化活性.

关键词: 聚丙烯酰胺凝胶法, 锰酸钇, 纳米颗粒, 甲基红, 光催化活性

Abstract: Yttrium manganite (YMnO₃) nanoparticles were prepared by a polyacrylamide gel technique. X-ray diffraction analysis indicates that the as-synthesized YMnO₃ nanocrystallites crystallize majorly into a hexagonal perovskite structure and minorly into an orthorhombic perovskite structure without the presence of any other impurities. Scanning electron microscope observation shows that the prepared YMnO₃ nanoparticles are regularly spherical in shape and highly uniform in size with an average diameter of about 45 nm. Ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy was used to investigate the light-absorbing properties of YMnO₃ nanoparticles, and the value of the optical bandgap energy is obtained to be 1.31 eV. The photocatalytic activity of YMnO₃ nanoparticles was investigated by the degradation of methyl red. The experimental results reveal that the nano-YMnO₃ exhibits a pronounced photocatalytic activity for methyl red decomposition under ultraviolet and visible light irradiation.

Key words: polyacrylamide gel technique, yttrium manganite, nanoparticles, methyl red, photocatalytic activity

王仕发, 杨华, 县涛. 新型半导体可见光催化剂纳米锰酸钇[J]. 催化学报, 2011, 32(7): 1199-1203.

WANG Shi-Fa, YANG Hua, XIAN Tao. A Novel Visible-Light-Driven Semiconductor Photocatalyst: Nano-Yttrium Manganite[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2011, 32(7): 1199-1203.

×
扫码分享

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.cjcatal.com/CN/10.3724/SP.J.1088.2011.10151

https://www.cjcatal.com/CN/Y2011/V32/I7/1199

参考文献

1Katsufuji T, Mori S, Masaki M, Moritomo Y, Yamamoto N, Takagi H. Phys Rev B, 2001, 64: 104419
2Fiebig M, Lottermoser T, Fröhlich D, Goltsev A V, Pisarev R V. Nature, 2002, 419: 818
3Lee S, Pirogov A, Han J H, Park J G, Hoshikawa A, Kamiyama T. Phys Rev B, 2005, 71: 180413
4Kim S H, Lee S H, Kim T H, Zyung T, Jeong Y H, Jang M S. Cryst Res Technol, 2000, 35: 19
5Fujimura N, Azuma S, Aoki N, Yoshimura T, Ito T. J Appl Phys, 1996, 80: 7084
6Fujimura N, Ishida T, Yoshimura T, Ito T. Appl Phys Lett, 1996, 69: 1011
7Choi K J, Shin W C, Yoon S G. Thin Solid Films, 2001, 384: 146
8Ito D, Fujimura N, Yoshimura T, Ito T. J Appl Phys, 2003, 93: 5563
9Kalashnikova A M, Pisarev R V. JETP Lett, 2003, 78: 143
10Pirogova G N, Korosteleva R I, Panich N M, Lagutina T A, Voronin Y V. Russ Chem Bull, 1994, 43: 551
11Poplawski K, Lichtenberger J, Keil F J, Schnitzlein K, Amiridis M D. Catal Today, 2000, 62: 329
12Levasseur B, Kaliaguine S. J Solid State Chem, 2008, 181: 2953
13Mills A, Davies R H, Worsley D. Chem Soc Rev, 1993, 22: 417
14Hoffmann M R, Martin S T, Choi W, Bahemann D W. Chem Rev, 1995, 95: 69
15丁玉兰, 柏扬, 李伟, 陈闪山, 朱育丹, 朱银华, 杨祝红, 陆小华. 催化学报 (Ding Y L, Bai Y, Li W, Chen Sh Sh, Zhu Y D, Zhu Y H, Yang Zh H, Lu X H. Chin J Catal), 2010, 31: 1271
16郭鹏, 刘春燕, 高敏, 王祥生, 郭洪臣. 催化学报 (Guo P, Liu Ch Y, Gao M, Wang X Sh, Guo H Ch. Chin J Catal), 2010, 31: 573
17陈艳敏, 钟晶, 陈锋, 张金龙. 催化学报 (Chen Y M, Zhong J, Chen F, Zhang J L. Chin J Catal), 2010, 31: 120
18陈闪山, 朱银华, 李伟, 刘维佳, 李力成, 杨祝红, 刘畅, 姚文俊, 陆小华, 冯新. 催化学报 (Chen Sh Sh, Zhu Y H, Li W, Liu W J, Li L Ch, Yang Zh H, Liu Ch, Yao W J, Lu X H, Feng X. Chin J Catal), 2010, 31: 605
19县涛, 杨华, 沈希, 冯有才, 张海民, 冯旺军. 无机材料学报 (Xian T, Yang H, Shen X, Feng Y C, Zhang H M, Feng W J. J Inorg Mater), 2010, 25: 251
20王仕发, 杨华, 县涛, 姜金龙, 魏智强, 冯有才, 李瑞山, 冯旺军. 硅酸盐学报 (Wang Sh F, Yang H, Xian T, Jiang J L, Wei Zh Q, Feng Y C, Li R Sh, Feng W J. J Chin Ceram Soc), 2010, 38: 2303
21县涛, 杨华, 戴剑锋, 魏智强, 马金元, 冯旺军. 催化学报 (Xian T, Yang H, Dai J F, Wei Zh Q, Ma J Y, Feng W J. Chin J Catal), 2011, 32: 618
22Yakel H L, Bertaut E F, Forrat E F, Koehler W C. Acta Crystallogr, 1963, 16: 957
23Waintal A, Chenavas J. C R Acad Sc Paris, 1967, 264: 168
24Kubelka P, Munk F. Z Tech Phys, 1931, 12: 593
25Tauc J, Grigorovici R, Vancu A. Phys Stat Sol, 1966, 15: 627
26Hu M Q, Xu Y M. Chemosphere, 2004, 54: 431

[1]	乔蔚, 于立策, 常进法, 杨甫林, 冯立纲. MoSe₂纳米片耦合Pt纳米颗粒用于高效双功能催化甲醇辅助水电解制氢[J]. 催化学报, 2023, 51(8): 113-123.
[2]	杨文倩, 薛自前, 杨俊, 冼家慧, 刘庆林, 范雅楠, 郑凯, 廖锫钦, 苏徽, 刘庆华, 李光琴, 苏成勇. 氮掺杂多孔碳负载Fe纳米颗粒用于高性能电催化还原CO₂与Zn-CO₂电池[J]. 催化学报, 2023, 48(5): 185-194.
[3]	孔艳, 蒋兴星, 李轩, 孙建桔, 胡琪, 柴晓燕, 杨恒攀, 何传新. 超高质量活性的碳纳米纤维包覆铋纳米颗粒用于高效二氧化碳电还原制甲酸[J]. 催化学报, 2023, 45(2): 95-106.
[4]	程瑶佳, 宋昊强, 于镜坤, 常江伟, Geoffrey I. N. Waterhouse, 唐智勇, 杨柏, 卢思宇. 碳点衍生的碳纳米花负载钴单原子和纳米颗粒用于高效的氧还原反应[J]. 催化学报, 2022, 43(9): 2443-2452.
[5]	郭伟琦, 罗皓霖, 江治, 上官文峰. 压力诱导相变原位构建BiVO₄/Bi_0.6Y_0.4VO₄ S型异质结增强光催化全解水性能[J]. 催化学报, 2022, 43(2): 316-328.
[6]	周志明, 别传彪, 李沛泽, 谭必恩, 申燕. 一种锚定精细金纳米颗粒的硫醚功能化芘基共价有机框架用于高效光催化制氢[J]. 催化学报, 2022, 43(10): 2699-2707.
[7]	高学友, 曾德乾, 杨静仁, Ong Wee-Jun, Fujita Toyohisa, 何祥龙, 刘杰芡, 韦悦周. 超薄Ni(OH)₂纳米片修饰Zn_0.5Cd_0.5S纳米颗粒作为二维/零维异质结构光催化剂可见光下光催化制氢[J]. 催化学报, 2021, 42(7): 1137-1146.
[8]	钟静萍, 黄科薪, 许文涛, 唐华果, Muhammad Waqas, 樊友军, 王睿翔, 陈卫, 王沂轩. 导电共聚物衍化新策略制备硫、氮共掺杂碳纳米管及其对改善PtCu纳米晶分散性与甲醇电催化氧化的促进作用[J]. 催化学报, 2021, 42(7): 1205-1215.
[9]	杨漂萍, 李璐璐, 赵志坚, 巩金龙. 纳米Pd和Au催化CO₂还原粒径效应的密度泛函理论计算研究[J]. 催化学报, 2021, 42(5): 817-823.
[10]	徐才丽, 陈倩, 丁蓉, 黄生田, 张云, 樊光银. 可持续固相合成高分散PdAg合金纳米颗粒用于电催化氢氧化和氢析出反应[J]. 催化学报, 2021, 42(2): 251-258.
[11]	王敏, 解琦, 陈会敏, 刘光波, 崔学晶, 姜鲁华. N,O共修饰的Ni纳米颗粒/氮掺杂介孔碳CO₂高效电还原催化剂[J]. 催化学报, 2021, 42(12): 2306-2312.
[12]	汪东东, 龚万兵, 张继方, 韩苗苗, 陈春, 张云霞, 汪国忠, 张海民, 赵惠军. 限域NiCo合金纳米颗粒高效催化生物质衍生物水相加氢脱氧[J]. 催化学报, 2021, 42(11): 2027-2037.
[13]	赵路甜, 郭杨格, 符策煌, 罗柳轩, 魏光华, 沈水云, 章俊良. 电沉积制备的PtNi纳米粒子用于氧还原反应: 成核和生长机理[J]. 催化学报, 2021, 42(11): 2068-2077.
[14]	刘丽忠, 胡太平, 代凯, 张金锋, 梁长浩. 梯型BiVO₄/Ag₃VO₄光催化剂的构建及其可见光光催化性能[J]. 催化学报, 2021, 42(1): 46-55.
[15]	郭俊雄, 李奕奕, 李尚栋, 崔旭梅, 刘宇, 黄文, 毛琳娜, 魏雄邦, 张晓升. 一步法制备TiO₂/石墨烯复合多孔薄膜应用于增强光催化活性及光伏性能[J]. 催化学报, 2020, 41(8): 1208-1216.

新型半导体可见光催化剂纳米锰酸钇

A Novel Visible-Light-Driven Semiconductor Photocatalyst: Nano-Yttrium Manganite

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

扫码分享

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics