玻璃基底上La_1_x_Sr_xMnO_3纳米薄膜的制备及光催化(5)

发布时间:2021-06-08

第8期

黄浩等:玻璃基底上La1-xSrxMnO3纳米薄膜的制备及光催化性能

1441

为气泡破裂使液滴富集,从而在焙烧后形成了较大的颗粒。

采用XP-2TM型表面光度仪对薄膜的厚度进行测定。实验是在0.39mm的长度内进行的,取了

17个点,测得该薄膜(4层)在此17个点的平均厚度为98.8nm。

2.6薄膜的光催化性能研究

图6为锶的掺杂量不同时La1-xSrxMnO3纳米薄膜存在条件下染料酸性红A溶液的D-t的曲线图。从图6中可以看出,A位掺杂后,纳米薄膜的光催化活性显著提高,当掺杂比例为20%时,即La0.8Sr0.2MnO3薄膜的光催化活性最好,在9h内酸性红A的脱色率达到96%。

图5薄膜的SEM图像

Fig.5SEMimagesofthefilm

图6

备出表面平整且晶粒均匀的多层纳米钙钛矿型氧化物薄膜。从图b中可以看出,在薄膜的表面有些地方存在气孔,这是因为在前层膜的表面有气体吸附,在浸泽提拉后层膜时,在膜的表面有气泡生成,进而在后续的焙烧过程中气泡破裂,因而产生气孔。从照片上可以看出,在气孔边缘有较大的颗粒形成,这是因

表2

x值对酸性红A降解的影响

Fig.6EffectofxvalueonthedegradationofacidredA

以La0.8Sr0.2MnO3纳米薄膜为例,将其光催化降解酸性红A溶液的实验数据列于表2。

从表2中可以看出,随着光催化降解的进行,染料浓度逐渐减小,降解趋于完全。

La0.8Sr0.2MnO3薄膜的光降解实验数据

2

30.33656.1910.00

40.27564.156.71

50.19574.584.14

60.1185.662.59

70.08688.792.36

80.05592.831.32

90.03495.560.89

Table2

t/hA/%D/%·c/(mgL-1)

Dataforphoto-catalyticdegradationofLa0.8Sr0.2MnO3film

1

0.40846.8111.61

00.7670.0020.00

0.50534.1613.03

利用表2的数据作出lnC-t图,如图7所示。由图可知lnC-t呈现较好的线性关系,表明光催化降解反应可用一级动力学方程描述。经计算机拟合其动力学方程为:

由方程得出了该光催化反应的速率常数k为

ln

cA

=0.34006t+3.11727A

0.34006h-1。

在LaMnO3复合氧化物中,氧的2p轨道构成价带,Mn3+的3d组态在八面体场中分裂为不同能级的t2g和eg两组轨道构成导带。当受到能量大于其能隙(Eg)的光照射后,氧化物会产生电子-空穴对,并与吸

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