A gyorskalcinálás hatása bárium-titanátok fotokatalitikus aktivitására

Influence of rapid heat treatment on the photocatalytic activity of barium titanates

Abstract

Barium titanate photocatalysts were synthesized via a sol–gel method involving a unique, cost-effective calcination technique that includes rapid heating and short exposure. The samples were characterized by XRD, PL, DRS, IR, and nitrogen adsorption-desorption measurements. The photoreduction activity of the samples was investigated by the photocatalytic conversion of CO₂ to CO. As references, commercially available cubic and tetragonal barium titanates were used, with the addition of benchmark P25 TiO₂. Increasing the calcination temperature resulted in increased primary crystallite sizes, decreased specific surface areas, and slightly redshifted band gaps. The homemade samples had significantly superior photoreduction activity, surpassing that of all references, including P25 TiO₂. The high photoactivity was attributed to the favorable conduction band maximum position of barium titanate and to the specific surface areas that changed per the efficiency of the samples

ÖSSZEFOGLALÓ

Bárium-titanát fotokatalizátorokat állítottunk elő egy, a szol-gél módszer során alkalmazott költséghatékony kalcinálási technikával, ami gyors felfűtést és rövid hőkezelést foglal magába. A mintákat XRD, PL, DRS, IR, és nitrogén adszorpció-deszorpció mérésekkel jellemeztük. A fotoredukciós aktivitást a CO₂ CO-dá történő fotokatalitikus konverziójával vizsgáltuk. Referenciaként kereskedelmi köbös és tetragonális bárium-titanátokat, illetve P25 TiO₂-ot használtunk. A hőmérséklet emelése megnőtt primer krisztallitméreteket, csökkenő fajlagos felületeket, és vöröseltolódott tiltottsáv-szélességeket eredményezett. A saját készítésű minták a referenciáknál jelentősen jobb fotoredukciós aktivitással rendelkeztek, még a P25 TiO₂-ét is felülmúlva. A nagy hatékonyságot a kedvező vezetési sáv pozícióval és az aktivitásokkal összhangban változó fajlagos felületekkel magyaráztuk