以工業(yè)二氧化鈦（TiO₂）、硝酸鑭（LaN₃O₉·5H₂O）、三聚氰胺（C₃H₆N₆）為原料制備了La摻雜TiO₂/g-C₃N₄復(fù)合光催化劑.采用X射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）、透射電子顯微鏡（TEM）、傅里葉變換紅外（FT-IR）、紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）、熒光光譜（PL）等表征方法對(duì)光催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,表明復(fù)合樣品中La以La³⁺形式存在于TiO₂晶體中,并形成TiO₂/g-C₃N₄異質(zhì)結(jié)構(gòu),其禁帶寬度減小、吸收帶邊紅移,光催化效率有明顯提高.以亞甲基藍(lán)為目標(biāo)污染物評(píng)價(jià)其光催化活性,鑭摻雜量為4%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、煅燒溫度為520℃、煅燒時(shí)間為2 h時(shí),復(fù)合樣品光催化活性最佳,在12 LED燈下,180 min后對(duì)10 mg·L

【文章來源】：環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017,37(03)北大核心CSCD

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TiO2、不同La含量樣品的XＲD圖譜

)，所以x%La/TiO2/g-C3N4光催化劑中沒有La2O3生成．初步判斷x%La/TiO2/g-C3N4復(fù)合光催化劑中存在g-C3N4和銳鈦礦相TiO2．3．2XPS分析圖2a、b分別是TiO2/g-C3N4和4%La/TiO2/g-C3N4的XPS全譜掃描圖，可以看出TiO2/g-C3N4樣品中含有C、N、O、Ti4種元素;4%La/TiO2/g-C3N4樣品中含有C、N、O、Ti、La5種元素．圖1TiO2、不同La含量樣品的XＲD圖譜Fig．1XＲDpatternsofsamplesfabricatedwithvaryingcontentsofLaandTiO2圖2TiO2/g-C3N4(a)和4%La/TiO2/g-C3N4(b)的XPS全譜掃描圖Fig．2XPSsurveyspectraforg-C3N4/TiO2(a)and4%La/TiO2/g-C3N4(b)由圖3aC1s的XPS能譜圖，可以看出兩種樣品中C1s的結(jié)合能未發(fā)生變化，284．8eV和288．1eV處的特征峰對(duì)應(yīng)于游離炭C—C(Dongetal．，2011)和N—(C)3的結(jié)合能(Mirandaetal．，2013;Lietal．，2007)．圖3bN1s的XPS能譜圖可以擬合成兩個(gè)峰:398．6eV和400．1eV，分別對(duì)應(yīng)于C—N—C和N—(C)3的結(jié)合能．圖3cTiO2/g-C3N4樣品的兩個(gè)峰:529．65eV和532．24eV分別是TiO2晶格中的O2－，吸附的H2O中的O2－;4%La/TiO2/g-C3N4樣品中除了有529．84eV對(duì)應(yīng)的TiO2晶格中的O2－，還有531．25eV對(duì)應(yīng)的表面羥基氧的峰，說明La的摻雜使催化劑的表面吸附更多H2O、OH－，通過空穴氧化生成更多具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基，進(jìn)而提高光催化活性(杜景紅等，2015)．圖3d是Ti2p的XPS能譜圖，經(jīng)過擬合后發(fā)現(xiàn)，兩種樣品中的Ti2p的峰分別在458．5和464．1eV處，即Ti2p3/2和Ti2p1/2，與純TiO2一致，?

N4和4%La/TiO2/g-C3N4的紅外光譜圖見圖4，TiO2/g-C3N4和4%La/TiO2/g-C3N4的紅外光譜圖相似，在3000～3500cm－1Bi2O3、TiO2和2．5Bi/T均出現(xiàn)了因?yàn)闃悠肺剿肿佣a(chǎn)生的吸收峰．1240、1322、1408cm－1和1635cm－1處的吸收峰屬于CN雜環(huán)的伸縮振動(dòng);805cm－1處的峰是典型的三嗪單元C—N的彎曲振動(dòng)(Fuetal．，2013)，這些峰標(biāo)志著樣品中生成了一定量的g-C3N4．618cm－1處的吸收峰歸屬于Ti—O鍵的伸縮振動(dòng)，表明樣品中有TiO2存在．圖4TiO2/g-C3N4(a)和4%La/TiO2/g-C3N4(b)的紅外光譜圖Fig．4FT-IＲspectraforTiO2/g-C3N4(a)and4%La/TiO2/g-C3N4(b)3．4UV-Vis分析圖5a為TiO2/g-C3N4以及不同La含量的La/TiO2/g-C3N4復(fù)合樣品的吸收光譜圖．根據(jù)紫外-可見分析制得的樣品(Ahv)1/2-hv關(guān)系圖估算樣品的帶隙能大小，即圖5b．可以看出x%La/TiO2/g-C3N4復(fù)合樣品的吸收帶邊相對(duì)于TiO2/g-C3N4有明顯的紅移，且4%La/TiO2/g-C3N4的禁帶寬度為2．18eV，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于TiO2的禁帶寬度．這可能是由于La3+摻雜TiO2后在禁帶中產(chǎn)生了新的雜質(zhì)能級(jí)，使電子躍遷需要的能量降低，從而拓寬了光譜響應(yīng)范圍，提高了對(duì)可見光的吸收和利用．圖5TiO2/g-C3N4以及x%La/TiO2/g-C3N4復(fù)合樣品的吸收光譜(a)及TiO2/g-C3N4和4%La/TiO2/g-C3N4的禁帶寬度圖(b)Fig．5UV-VisDＲSofTiO2/g-C3N4andx%La/TiO2/g-C3N4(a)andimageofbandgapofTiO2/g-C3N4and4%La/TiO2/g-C3N4

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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