研究目的
具有可控形貌、高比表面积和增强光催化活性的SrTiO3合成,用于光催化降解和产氢应用。
研究成果
通过简便的混合溶剂热法合成了一系列具有可控形貌(包括颗粒状、高尔夫球状、星状、海胆状、花状)的SrTiO3分级结构。通过调节混合溶剂比例,SrTiO3呈现出精确可控的三维自组装形貌演变。与颗粒状ANPs和GLPs相比,SLMs、ULMs和FLMs等微纳米分级结构对K2Cr2O7和TC的降解表现出更高的光催化活性。此外,在优化的Pt负载量下,SLMs、ULMs和FLMs超结构在光催化产氢中展现出更优异的性能。值得注意的是,在我们制备的样品中,低Pt负载量(0.075wt.%)的ULMs显示出最高的产氢速率8.21 mmol·g-1·h-1。
研究不足
实验的技术和应用限制包括SrTiO3材料的比表面积有限(几乎都低于30平方米/克),这可能制约其在许多领域的进一步应用。潜在的优化方向包括开发更便捷且可控性更强的策略,以制备不同形貌的SrTiO3材料。
1:实验设计与方法选择:
通过一步可控溶剂热策略构建了一系列层级结构的SrTiO3光催化剂。通过调节混合溶剂(乙二醇和水)的比例来探究三维结构的生长过程与机理。
2:样品选择与数据来源:
通过改变VEG/VH2O比例合成了不同形貌的SrTiO3,包括组装纳米颗粒(ANPs)、高尔夫球状颗粒(GLPs)、星形微球(SLMs)、海胆状微球(ULMs)和花状微球(FLMs)。
3:实验设备与材料清单:
钛酸四丁酯(TBT)、硝酸锶(Sr(NO3)2)、乙二醇(EG)、氢氧化钠(NaOH)、六水合氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、盐酸四环素(TC)。
4:2)、乙二醇(EG)、氢氧化钠(NaOH)、六水合氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、盐酸四环素(TC)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:合成过程包括将TBT溶解于EG中,加入Sr(NO3)2和NaOH,将混合物转移至高压釜中进行溶剂热处理,随后进行离心、洗涤和干燥。
5:数据分析方法:
通过紫外光下K2Cr2O7和TC的降解评估光催化性能,采用气密循环与抽真空系统测量氢气产量。
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Tetrabutyl titanate
C16H36O4Ti
Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd
Used as a precursor in the synthesis of SrTiO3 photocatalysts.
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Strontium nitrate
Sr(NO3)2
Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd
Used as a precursor in the synthesis of SrTiO3 photocatalysts.
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Ethylene glycol
EG
Jiangsu Qiangsheng Functional Chemical Co., Ltd
Used as a solvent in the solvothermal synthesis of SrTiO3 photocatalysts.
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Sodium hydroxide
NaOH
Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd
Used in the synthesis process of SrTiO3 photocatalysts.
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Chloroplatinic acid hexahydrate
H2PtCl6·6H2O
Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd
Used as a cocatalyst for SrTiO3 photocatalysts.
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Potassium dichromate
K2Cr2O7
Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd
Used as a model pollutant in photocatalytic degradation studies.
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Tetracycline hydrochloride
C22H25ClN2O8
Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd
Used as a model pollutant in photocatalytic degradation studies.
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