Nb掺杂增强富勒醇配合物TiO2的可见光催化性能( Visible light photocatalysis of fullerol-complexed TiO2 enhanced by Nb doping )

J Lim D Monllor-Satoca JS Jang S Lee W Choi Visible light photocatalyst Titanium dioxide Surface-complex charge-transfer Impurity doping Degradation of water pollutants

富勒醇络合修饰纳米TiO2和铌掺杂修饰纳米TiO2（富勒醇/Nb-TiO2）的可见光催化性能有所提高。采用传统的溶胶-凝胶法制备Nb掺杂TiO2(Nb-TiO2)，并在Nb-TiO2表面吸附富勒醇。采用TEM、EELS、XPS和DRS等光谱方法对制备的富勒罗/Nb-TiO2的物化和光学性质进行了分析。富勒醇在Nb-TiO2表面的吸附通过表面复合电荷转移(SCCT)机制增加了可见光吸收。Nb掺杂通过俘获富勒醇HOMO能级注入的电子，增强了电荷输运，并诱导出Ti阳离子空位，从而延缓了光生电荷对的复合。由于fullerol/Nb-TiO2具有同时改性和Nb掺杂的优点，其可见光活性比Nb-TiO2和fullerol/TiO2都有更大的提高。在可见光(λ>420nm)下，Fullerol/Nb-TiO2对铬酸盐(CrVI)的还原、碘的氧化和对氯苯酚的降解活性均高于裸TiO2和单独修饰TiO2（即Nb-TiO2和Fullerol/TiO2)。对其光电化学行为也证实了类似的结果：富勒罗/Nb-TiO2电极在可见光下表现出增强的光电流。另一方面，Fullerol/Nb-TiO2电极在关闭可见光后开路电位的衰减明显慢于Nb-TiO2或Fullerol/TiO2电极，这表明Fullerol/Nb-TiO2电极上光生电荷对的复合受到抑制。此外，电化学阻抗谱(EIS)数据支持了Fullerol/Nb-TiO2的电荷转移电阻低于Nb-TiO2或Fullerol/TiO2。这种TiO_2体（Nb掺杂）和表面（富勒醇络合）修饰的特殊组合可以推广到其他体+表面复合修饰的情况。

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