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摘要：本文通过对比不同形貌三氧化二铁粉体在紫外光照和可见光光照2h 后样品的光催化效率的变化，分析研究改变光催化效率的原因，研究表明此现象与电子-空穴复合的几率是大小和粉体的比表面积有关。
一、前言
以甲基橙作为目标降解物进行光催化活性测定，用量筒量取 20ml，浓度为60 mg/L 的甲基橙溶液置于光催化反应器中，加入0. 5 g样品。在500W汞灯（紫外）照射下进行反应1h，取6 ml溶液，离心分离，取上层清液，用UV-1800型紫外可见分光光度计测定其在 λ=464 nm处的吸光度，根据溶液浓度与吸光度成正比可计算溶液浓度和降解率。低浓度范围内吸光度 A与浓度 C 之间有很好的线性关系，遵守朗伯-比耳定律，以脱色率(D)来衡量降解程度：D=(C0-C)/ C0=(A0- A)/A0×100% 。式中，C0, C, A0, A分别表示溶液的初始浓度及脱色后的浓度、初始吸光度和脱色后的吸光度。表2-1为紫外光照和可见光光照2h 后样品的光催化效率。
二、实验内容
由溶剂热法制得的产物的形貌分别为三氧化二铁纳米薄片（边长约为1~2μm,厚约50~100nm的六边形薄片）（如图2-1（a）），大小不一的立方块（立方块边长约为1~3μm）（如图2-1（b），和块状产物（如图2-1（c））。
图2-1 溶剂热法制得的产物的SEM图
降解效率在表2-1中列出。经过2小时紫外光照射后，三氧化二铁纳米薄片对甲基橙溶液的降解率为62.5％，而三氧化二铁立方体对甲基橙溶液的降解率是47.2％，三氧化二铁块状产物对甲基橙溶液的降解率只有32.6％。三氧化二铁纳米薄片与三氧化二铁立方体光催化剂相比表现出更强的光催化性能。三氧化二铁纳米薄片表现出更加好的催化活性，这种现象可能归因于两个方面。一方面，众所周知的，只有到达催化剂表面的电子-空穴对能参与反应。与三氧化二铁立方体相比，三氧化二铁纳米薄片厚度方向是50~100nm的六边形薄片，电子-空穴对可以更容易扩散到表面。因此，在扩散过程中的电子-空穴复合的几率是较小，同样可提高催化剂的光催化性能。另一方面，大的比表面积可以提高催化剂的光催化效率[1]。表3-1中BET测量结果表明，三氧化二铁薄片比表面面积为12.8 m2·g-1，高于三氧化二铁立方体的比表面积5.6 m2·g-1。同时高于三氧化二铁的块状产物的比表面积3.2m2·g-1铁立方体，这表明三氧化二铁的比表面积大，也导致了更高的光催化效率。
参考文献
[1] X. Y. Li, J. Y. Wang, X. Y. Wang, D. Su, X. J. Han, Y. C. Du, Preparation of Magnetic Fe2O3-TiO2 Nanocomposite and Its Photocatalytic Activity Under Visible Light Irradition [J]. Chemical Journal of Chinese Universities, 2010, 31: 662-666.
[项目来源]：嘉兴市科技局产业共性关键技术研究项目：基于铁氧体-陶瓷叠层共烧技术的EMC共模滤波器关键技术研究
论文作者:金姣1, 唐雄心2
论文发表刊物:《电力技术》2016年第3期
论文发表时间:2016/7/14
标签：薄片论文; 溶液论文; 立方体论文; 光度论文; 光催化论文; 表面积论文; 空穴论文; 《电力技术》2016年第3期论文;