纳米水钠锰矿可见光光电化学响应与甲基橙降解活性
来源期刊：矿物学报2017年第4期
论文作者：任桂平 孙曼仪 鲁安怀 李艳 丁竑瑞
文章页码：373 - 379
关键词：水钠锰矿;光电化学;光电流;甲基橙降解;
摘 要：伴随环境污染问题日益加剧,光能的光电转化在催化及环境领域引起广泛关注。水钠锰矿是地表常见锰矿物之一,本文借助电化学电量控制法快速高效制备了纳米水钠锰矿电极。X射线衍射（XRD）、Raman光谱测试表明物相单一为水钠锰矿;原子力显微镜（AFM）观察电极微观形貌可见表面分布有不规则多边形格子状空隙,测定沉积电量为0.5、1.0、1.5 C水钠锰矿厚度分别约为30、200、450 nm。紫外可见漫反射吸收谱显示电极可显著吸收300600 nm波长可见光,Tauc方程计算电极间接带隙约0.81.3 eV,直接带隙约2.02.3 eV,Mott-Schottky曲线计算平带电位约1.15 V,三电极载流子浓度分别为3.26×1019、4.63×1019、2.70×1020 cm-3。光电流密度-时间曲线及线性扫描伏安曲线表明电极有良好光电化学响应活性Evs.SCE=1.0 V（饱和甘汞电极）恒电势光照条件下,150 min后0.5、1.0、1.5 C水钠锰矿电极对5 mg/L甲基橙降解率分别为66.3%,70.0%,67.5%,拟合反应速率常数k分别为0.44 h-1、0.48 h-1、0.46 h-1（R2>0.996）。综上,本文研究表明纳米水钠锰矿电极能有效可见光光电催化降解甲基橙等有机污染物。
任桂平，孙曼仪，鲁安怀，李艳，丁竑瑞
造山带与地壳演化教育部重点实验室矿物环境功能北京市重点实验室北京大学地球与空间科学学院
摘 要：伴随环境污染问题日益加剧,光能的光电转化在催化及环境领域引起广泛关注。水钠锰矿是地表常见锰矿物之一,本文借助电化学电量控制法快速高效制备了纳米水钠锰矿电极。X射线衍射（XRD）、Raman光谱测试表明物相单一为水钠锰矿;原子力显微镜（AFM）观察电极微观形貌可见表面分布有不规则多边形格子状空隙,测定沉积电量为0.5、1.0、1.5 C水钠锰矿厚度分别约为30、200、450 nm。紫外可见漫反射吸收谱显示电极可显著吸收300600 nm波长可见光,Tauc方程计算电极间接带隙约0.81.3 eV,直接带隙约2.02.3 eV,Mott-Schottky曲线计算平带电位约1.15 V,三电极载流子浓度分别为3.26×1019、4.63×1019、2.70×1020 cm-3。光电流密度-时间曲线及线性扫描伏安曲线表明电极有良好光电化学响应活性Evs.SCE=1.0 V（饱和甘汞电极）恒电势光照条件下,150 min后0.5、1.0、1.5 C水钠锰矿电极对5 mg/L甲基橙降解率分别为66.3%,70.0%,67.5%,拟合反应速率常数k分别为0.44 h-1、0.48 h-1、0.46 h-1（R2>0.996）。综上,本文研究表明纳米水钠锰矿电极能有效可见光光电催化降解甲基橙等有机污染物。
关键词：水钠锰矿;光电化学;光电流;甲基橙降解;
