区分形貌和尺寸变化对BaTaO2N晶体结构可见光诱导水氧化活性及光电化学性能的影响

摘要： 包括结晶度、形貌、尺寸、择优取向、生长情况、成分、孔隙率、比表面积等因素会直接影响基于颗粒的光催化剂的光学特性、电荷分离能力、电荷转移能力以及水氧化还原性能。因此，在设计用于太阳能水分解的高性能基于颗粒的光催化剂时，必须考虑这些因素。在此，采用熔盐生长法，利用不同溶质浓度的BaCl?、KCl、RbCl、CsCl、KCl + BaCl?和K?SO?改变Ba?Ta?O??前驱体氧化物晶体的形貌和尺寸，并研究了有无KCl熔盐参与氮化的作用。具体而言，探究了形貌和尺寸改变对BaTaO?N晶体结构可见光诱导水氧化活性和光电化学性能的影响。氮化后，由于阴离子网络中3个O2?被2个N3?取代导致晶格收缩，样品呈现多孔性。与采用KCl熔盐氮化制备的样品相比，无KCl熔盐氮化得到的BaTaO?N晶体结构因形成多孔网络而具有更高的比表面积。所有样品在无KCl熔盐氮化后均表现出比采用KCl熔盐氮化样品更高的阳极光电流。研究结果表明，专门设计光催化晶体以实现其在太阳能水分解中的最大潜力十分重要。