《表1 有序双钙钛矿光催化性能》

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《双钙钛矿光催化剂材料研究进展》


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适量的元素掺杂可以调控有序双钙钛矿的物理和化学性质,如通过掺杂来改变双钙钛矿内部的晶格顺序和结构扭曲来调节双钙钛矿的带隙,进而改变其光吸收性能,提高其光催化效率。Borse等研究了T掺杂到双钙钛矿Sr2FeNbO6晶格中的Fe位,调整T的浓度,Sr2Fe1-xTixNbO6在x=0.07时催化活性最好,在可见光(λ≥420 nm)下H2O-CH3OH混合物光解的产生的光电流是未掺杂材料的1.5倍,量子产率比未掺杂的催化剂提高了2%[49]。此外,Borse等又采用高温固相法合成了W掺杂得到双钙钛矿材料Sr2FeNb1-xWxO6(0.0≤x≤0.1),可见光下光解水产氢量是同等条件下H2O-CH3OH体系产氢量的2倍[50]。Lv等合成了一系列双钙钛矿化合物A2InTaO6(A=Sr,Ba)及其掺Ni化合物,探究掺杂和结构修饰对光催化活性的影响[51]。结果表明,Ni掺杂能有效提高宽带隙半导体的吸光性能,在A位掺杂Sr离子会引起严重的结构畸变,掺杂Ba和Ni同样可以提高双钙钛矿的光催化活性,Ba2In0.9Ni0.1TaO6的最佳析氢速率为293.6μmol/h,表观量子效率为2.75%。DFT计算表明Ni掺杂在钙钛矿的本征带隙内形成了另外的自旋极化带。Ba2In0.9Ni0.1TaO6的光催化活性可以理解为带隙的减小以及(Ni)-O-Ta键的线性排列,这有利于金属-氧-金属之间的强相互作用。表1是有序双钙钛矿光催化剂及其光催化性能。