硼族元素掺杂对k2la2ti3o10光催化产氢性能的影响

通过溶胶-凝胶法制备了层状钙钛矿结构的k2la2ti3o10及硼族元素掺杂的k2la2ti3o10，采用x-射线衍射(xrd)、紫外可见漫反射光谱(drs)等对k2la2ti3o10及硼族元素掺杂k2la2ti3o10进行表征。以i-为电子给体、分别在紫外和可见光辐射下研究了k2la2ti3o10及硼族元素掺杂k2la2ti3o10光催化分解水的产氢活性；采用第一性原理，计算了硼族元素掺杂对k2la2ti3o10半导体能带结构和态密度的影响，从电子结构的变化揭示了掺杂引起光催化活性差异的原因。研究结果表明，硼族元素的掺入能够改善和提高k2la2ti3o10的光解水产氢活性；在b，al，ga，in与ti的物质的量的比为0.01∶1的情况下，k2la2ti3o10紫外光催化分解水产氢速率分别为151.7、119.6、155和119.2μmol·l-1·h-1，比k2la2ti3o10掺杂改性前产氢速率分别提高了166%、110%、172%和109%，可见光分解水的产氢速率为67.0、60.5、55.0和50.0μmol·l-1·h-1，分别为k2la2ti3o10掺杂改性前产氢速率的4、3.7、3.3和3倍。