氨化改性Sr_(2)Ta_(2)O_(7)/SrTa_(4)O_(11)光催化剂用于光电催化性能研究

摘要

以钽酸锶同素异质结Sr_(2)Ta_(2)O_(7)/SrTa_(4)O_(11)(STO)为原始材料,采用高温氨化法对原始材料做氮掺杂改性处理,得到了新型氮掺杂钽酸锶同素异质结材料Sr_(2)Ta_(2)O_(7−x)N_(x)/SrTa_(4)O_(11−x)N_(x)(STON),并对其光电催化性能进行研究。结果显示,对比改性前的STO,STO-N具有更强的可见光吸收能力。紫外可见漫反射光谱证明,氮掺杂使得STO的吸收阈值从319 nm红移到485 nm,相应的带隙由3.97 eV减小到2.51 eV,这主要是由于N 2p和O 2p轨道的混合作用导致价带顶部上移。性能测试结果表明:STO-N_(20)的光电催化性能提升最为显著,在施加0.7 V偏压下,STON_(20)电极测得的光电流密度达到了570 nA/cm^(2),是STO电极的光电流密度(8.6 nA/cm^(2))的66倍。根据推算出的STO及STO-N_(20)的能带结构可知,STO-N_(20)性能提升的原因是禁带宽度变窄。