MC镁瑞臣论文奖励丨南京航空航天大学：常焜课题组凭借使用我们MC镁瑞臣的产品，发表了最新研究成果！
发表期刊：ACS Catalysis
第一作者：秦亚雷、方帆
通讯作者：常焜
发表单位：南京航空航天大学
实验方向：光催化全解水
影响因子：13.084
La, Al-Codoped SrTiO3 as an
Efficient Photocatalyst in Overall Water Splitting: Significant Surface Engineering Effect on Defect Engineering
镧，铝共掺杂钛酸锶晶体作为一种有效的光催化剂用于整体水分解：表面工程对缺陷工程的显著影响
制SrTiO₃钙钛矿晶格中氧空位和Ti₃+等缺陷的形成，被认为是提高整体水分解反应光催化性能的有效方法。本研究通过固相处理法合成了一系列掺杂La和Al的SrTiO₃催化剂。适量的La₃+和Al₃+离子掺入钙钛矿中，可减少缺陷，从而提升光催化性能。Al₃+离子掺入会引入氧空位，导致Ti₃+离子数量减少。
论文第一作者为：秦亚雷、方帆
论文通讯作者为：常焜
抑制SrTiO₃钙钛矿晶格中氧空位和Ti₃+等缺陷的形成，被认为是提高整体水分解反应光催化性能的有效方法。本研究通过固相处理法合成了一系列掺杂La和Al的SrTiO₃催化剂。适量的La₃+和Al₃+离子掺入钙钛矿中，可减少缺陷，从而提升光催化性能。Al₃+离子掺入会引入氧空位，导致Ti₃+离子数量减少。在缺陷工程过程中，由于Al₃+的引入，更多的Sr₂+会沉淀到钙钛矿表面。因此，通过适当的La₃+离子掺入进行表面工程，有助于晶格畸变，使表面Sr₂+重新进入钙钛矿晶格，促进Ti₃+向Ti₄+的转化。同时，La₃+离子掺入也有助于减少氧空位。因此，La₃+掺入量与整体水分解光催化性能之间的本质关系得以重新认识。ve aled。optimized0.6% La和1%Al的codo ped SrTiO₃样品负载Rh（0.1 wt%）/Cr₂O₃（0.0 5 wt%）/CoOOH（0.0 5 wt%）表现出最高的活性和良好的稳定性，气体生成速率为1.79 mmol·h⁻ ¹（H₂）和0.91 mmol·h⁻ ¹（O₂）。相比之下，在365 nm辐照下，表观量子效率为78.43%。
关键词：光催化，整体水分解，La，Al-codopedSrTiO3，表面Sr2+，缺陷工程
本文所用设备
1.催化剂制备：主要利用助熔剂采用熔盐法制备La, Al共掺杂SrTiO3纳米颗粒。首先将La2O3在1273 K温度下预处理12小时，而后将商业SrTiO3纳米颗粒与Al2O3和La2O3按照化学计量比混合，同时加入上述混合物15倍质量的SrCl2·6H2O，并加入无水乙醇在研钵中湿法研磨30分钟，干燥后收集样品防止刚玉坩埚在马弗炉中1423 K温度下煅烧15小时。其中Al3+的掺杂量为1% (摩尔比)，主要考察La3+掺杂对光催化剂性能的影响，掺杂量为0.2%-1% (摩尔比)。采用分步光沉积法依次沉积0.1 wt% Rh，0.05 wt% Cr2O3和0.05 wt% CoOOH，其中La, Al (0.6, 1.0)-STO的性能最佳，达到1.79 mmol·h−1 (H2)和0.91 mmol·h−1 (O2)。
2、催化剂性能测试：采用北京镁瑞臣有限公司设计的封闭式气体循环智能化测试系统(如图所示)。将80 mg粉体催化剂加入80 mL纯水中，放置光催化反应装置超声分散，并接入封闭式气体循环测试系统，采用300 W氙灯(>300 nm, 镁瑞臣有限公司)照射，产出气体定时智能采样进入色谱分析，从而获得光催化剂纯水全分解的性能。
总之，这项工作证明了将La3+和Al3+引入SrTiO 3是一种有效减少氧空位和Ti3+数量的策略。Al3+掺杂导致部分Ti3+转化为Ti4+，表现出p型半导体特性。此外，La3+掺杂可以平衡Al3+，减少氧空位数量，逆转半导体的转化趋势。另外，从表面析出的Sr2+离子在掺杂La3+离子时会重新进入钙钛矿晶格，促进Ti3+进一步转化为Ti4+。这些变化最终导致缺陷减少，光催化H2和O2的生成活性增强，分别为1.79和0.91 mmol·h- 1。最后，详细讨论了La3+和Al3+掺杂的影响，为未来基于SrTiO 3的光催化剂设计提供了有意义的指导。
La, Al-Codoped SrTiO3 as an Efficient Photocatalyst in Overall Water Splitting: Significant Surface Engineering Effect on Defect Engineering
影响因子：13.084
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