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金屬所制備出能全譜吸收可見光的紅色二氧化鈦光催化材料

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金屬所制備出能全譜吸收可見光的紅色二氧化鈦光催化材料

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【摘要】:
光催化可實現太陽能到化學能的轉化(如光催化分解水制氫),是獲得新能源的一個重要途徑。發展可有效吸收可見光(波長為400-700nm)的光催化材料是實現高效太陽能光催化轉化的前提,然而多數穩定的光催化材料的可見光吸收低。摻雜能夠縮小光催化材料的帶隙,是增加光催化材料可見光吸收的基本手段。銳鈦礦TiO2是研究最為廣泛的光催化材料,目前利用摻雜手段在一定程度上增加了該材料的可見光吸收,但仍無法實現全譜強
  光催化可實現太陽能到化學能的轉化(如光催化分解水制氫),是獲得新能源的一個重要途徑。發展可有效吸收可見光(波長為400-700nm)的光催化材料是實現高效太陽能光催化轉化的前提,然而多數穩定的光催化材料的可見光吸收低。摻雜能夠縮小光催化材料的帶隙,是增加光催化材料可見光吸收的基本手段。銳鈦礦TiO2是研究最為廣泛的光催化材料,目前利用摻雜手段在一定程度上增加了該材料的可見光吸收,但仍無法實現全譜強吸收。
  2004年以來,中科院金屬研究所沈陽材料科學國家(聯合)實驗室一直致力于解決寬帶隙光催化材料的可見光全譜強吸收的難題。前期的系列研究揭示,摻雜原子的空間分布是決定摻雜能否縮小帶隙的本質因素,即表面摻雜只能在帶隙中引入局域化能級,體相摻雜可縮小帶隙。同時,提出利用層狀結構來實現摻雜原子在體相的均相分布的思路,增加光催化材料的可見光吸收。然而,如何在非層狀結構材料如TiO2中實現摻雜原子的體相摻雜一直未獲突破。
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