酞菁钴／sno2纳米复合材料的原位合成及可见光光催化

《酞菁钴／sno2纳米复合材料的原位合成及可见光光催化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第23卷第3期应用化学Vo123No．32006年3月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYMar．2oo6酞菁钴／Sno2纳米复合材料的原位合成及可见光光催化王芳潘海波黄金陵陈耐生范燕华(福州大学功能材料研究所福州350002)摘要以co(Ⅱ)为模板，通过邻苯二腈在SnO纳米颗粒表面直接原位合成酞菁钴(co(Ⅱ)Pc)／SnO2纳米复合材料，并采用XRD、TG．DTA、UV．Vis和FTI'一IR等测试技术对合成产物进行了表征，同

2、时对材料进行了可见光光催化反应实验。实验结果表明，采用原位合成方法能够在SnO纳米表面上原位生成co(Ⅱ)Pe，在可见光照射下，复合材料首先由CoPe吸收可见光，激发电子通过c0—0键注入至纳米SnO2导带，并与O气作用形成超氧自由基，在150min内使罗丹明B的可见光降解率达871％，且其催化活性经10次循环使用，稳定性较好。关键词SnO，酞菁钴，纳米复合材料，原位合成，光催化中图分类号：0643文献标识码：A文章编号：1000-O518(2006)03-0246-05SnO：是一种具有发展前景的半导体

3、材料，目前已广泛应用于光催化¨、传感器J、光电化学电极J等诸多领域。SnO：的禁带宽度为3．6eV，只能被小于350nm的紫外光激发才能产生电子一空穴对而具有光催化活性，极大地限制了其在可见光区的应用。但是，相对于TiO(锐钛矿相禁带宽度3．2eV)，SnO：具有更负的导带电位与更正价带电位，意味着半导体SnO具有更强的还原及氧化能力。因此，通过在SnO表面上复合一种稳定性好、在可见光区有强吸收的有机光敏染料来拓宽半导体的光谱响应，并减少电子和空穴的复合几率，从而提高其在可见光区的光催化效应。金属酞菁化合

4、物(简称MPc)很早就被用作光敏化剂，是一类性能优异的染料，具有良好的光、电、热等特性，在可见光区(600～800nm)有强吸收。半导体氧化物被敏化后，在可见光照射下，敏化材料中MPc分子激发，光生电子向半导体导带转移，以实现MPc上电荷的有效分离，再分别与材料表面吸附的HO、OH一、O：发生反应，生成具有强氧化性的-OH和·O等超氧自由基团，与降解物分子反应，从而达到降解污染物的目的H]。实现MPc单分散及MPc上电荷有效转移到SnO成为本课题的关键。目前，制备MPc／金属氧化物复合材料的方法主要有机械

5、混合法、浸渍法J、化学修饰法等，前二者工艺简单，但酞菁配合物和金属氧化物问主要是简单的物理吸附作用，使配合物吸收激发的电子转移较困难；化学修饰法具有复合效率高、材料稳定性好等特性，但操作工艺复杂，一般要利用中问体对金属氧化物表面进行预修饰，以及酞菁配合物易多聚等诸多问题。有机一无机纳米复合材料的原位复合工艺，即有机、无机物不是预先制备其后再复合的方法，而是在复合过程中各自生成。由此法合成的复合纳米材料，不但具有合成工艺简单、两相复合均匀等特点，而且两相界面较清洁，有机、无机结构在界面上易形成有效匹配，最终

6、所获得的有机／无机复合材料可产生新颖的物理和化学特性。本文通过沉淀法合成了Sn(OH)，采用邻苯二腈为金属酞菁碎片，以Co(Ⅱ)为模板，在纳米颗粒表面直接原位合成酞菁钴／SnO：复合材料，通过多种方法对材料进行表征，并考察了其在可见光下的光催化活性及稳定性。1实验部分1．1试剂和仪器SnC1·5H2O、Co(OAc)·4H2O、DMF、NH3·H2O、邻苯二腈、Co(Ⅱ)Pc(AldrichChemicalCompany)、罗丹明B，及其它通用试剂均为分析纯试剂，实验用水为蒸馏水。荷兰PhilipX—Pe

7、rts-MPD型x射线粉末衍射仪，电压4OkV，电流40mA，Cu靶，扫描范围5。～9O。，2005-05·21收稿，2005-09．16修回国家自然科学基金(50472001)和福建省教育厅(JB03008)资助项【I通讯联系人：潘海波，男，1962年生，副研究员；Email：hbpan@fzu．edu．c研究方向：纳米功能材卡斗维普资讯http://www.cqvip.com第3期王芳等：酞菁钴／$nO纳米复合材料的原位合成及可见光光催化247速率2~／min；美国TA公司SDTQ600型同步热分析仪

8、，N气气氛，温度范围为室温至700c(=之间，升温速率为10~C／min；德国Perkin—ElmerLambda900型紫外可见光谱仪，(样品经一定量DMF溶液分散，超声振荡萃取30min，在10000r／min转速下离心10min后，取上层清液)；美国Perkin—ElmerPE-9830型红外光谱仪，KBr压片。1．2酞菁~ti／SnO复合材料的原位合成以SnC1·5HO为源物质，配制0．2mol／L的ShE1水溶液，在