Rh-mal dópolt SrTiO3 fotokatalizátorok előállítása és fotokatalitikus aktivitásának vizsgálata látható fényben

Preparation of Rh-doped SrTiO3 photocatalysts and photocatalytic activity evaluation under visible light

Abstract

Strontium titanate photocatalysts were doped with rhodium (0, 1, 5, 10, and 15 at%) via a hydrothermal method to enhance their visible light absorbance. The samples were characterized by XRD, XPS, IR, N₂ adsorption, TEM, DRS, and PL measurements. Their photocatalytic activity was evaluated by the photocatalytic oxidation of phenol under visible light irradiation. All the applied Rh was successfully incorporated into the cubic crystal lattice. Rh doping resulted in significantly enhanced visible light absorption and suppressed charge recombination. The photocatalytic activity was enhanced to an exceptionally large degree: the best sample completely degraded phenol in 1 h. The optimal rhodium amount was found to be 5 at%. The high photocatalytic activity was attributed to the resultant effect of enhanced visible light absorbance, suppressed charge recombination, and high Rh³⁺/Rh⁴⁺ ratio.

ÖSSZEFOGLALÓ

Stroncium-titanát fotokatalizátorokat dópoltunk ródiummal (0, 1, 5, 10, és 15 at.%) hidrotermális szintézis során a látható fény abszorpciójának kiterjesztése céljából. A mintákat XRD, XPS, IR, N₂ adszorpció, TEM, DRS, és PL módszerekkel vizsgáltuk. A fotokatalitikus aktivitást a fenol látható fény alatt történő fotokatalitikus oxidációjával. A felhasznált Rh teljes egésze sikeresen beépült a kristályrácsba. A Rh-mal történő dópolás a látható fény abszorpciójának nagymértékű növekedését és visszaszorított töltéshordozó-rekombinációt okozott. A fotokatalitikus aktivitás rendkívül nagy mértékben megnőtt: a legjobb minta 1 óra alatt teljes mértékben lebontotta a fenolt. A Rh optimális mennyisége 5 at.% volt. A nagy fotokatalitikus aktivitást a megnövekedett fényelnyelésnek, a visszaszorított töltéshordozó-rekombinációnak, és a magas Rh³⁺/Rh⁴⁺ arány eredőjének tulajdonítottuk.