C摻雜SnO2材料的制備及光電催化性能研究.pdf

1、二氧化錫(SnO2)是一種常規的N型半導體金屬氧化物，晶體結構有四方、六方和斜方晶系，廣泛用在電子元器件和傳感器方面。由于SnO2的帶隙較寬(Eg=3.6eV、T=300 K)，導致其在光電催化領域應用受限。因此，如何改性提高SnO2的光電催化效率和光電響應值，成為光催化領域重要課題之一。
　　非金屬摻雜可改善半導體材料的光電催化性能。文中以CH3NH3I作為摻雜碳源，SnCl2.2H2O為原料，DMF為溶劑，采用低溫環保的溶劑熱

2、法制備C摻雜的SnO2材料。使用掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射(XRD)、X-射線光電子能譜(XPS)等手段對其結構、物相、表面形貌進行了表征分析。在模擬太陽光照射下研究C摻雜SnO2和SnO2的催化水分解、降解甲基橙和苯酚等性能。根據實驗數據的分析，得到如下主要結論：
　?。?）溶劑熱法可以制備出C摻雜SnO2半導體材料。該材料由100nm左右的納米顆粒組成。實驗發現溶劑熱法的反應溫度、反應時間、反應溶劑對C摻雜SnO2

3、光電流密度有較大的影響：溶劑熱反應溫度為150 oC時光電流密度最高（0.5013 mA/cm2），溶劑熱的反應時間最適宜為15 h，DMF作為反應溶劑效果較好。這種C摻雜SnO2的制備工藝具有低溫、節能、無污染的優點，對SnO2的合成有一定的借鑒意義。
　?。?）XPS數據說明C元素替代SnO2晶格O導致材料中氧空位濃度增加；面掃EDS顯示C摻雜SnO2中C的分布均勻，沒有明顯分層現象；XRD圖譜中未出現SnCl2和CH3NH3

4、I的衍射峰，說明在反應過程中反應物基本都轉化成了目標產物；C摻雜SnO2化學性質穩定，其在光電催化前后XRD衍射峰與標準SnO2衍射峰基本吻合。材料的紫外可見吸收光譜顯示C摻雜SnO2的吸收曲線發生明顯紅移，說明材料在可見光區域吸收增加。
　?。?）C摻雜SnO2光電陽極在模擬太陽光照射下(AM1.5G)，光電流可以達到0.15 mA/cm2(0 V vs Ag/AgCl)。本實驗所得C摻雜SnO2比直接氧化法制備的SnO2的光電