【摘 要】
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本文制备了一种带隙能较低的新型可见光响应型催化剂纳米级Ta3N5粉末材料。具体是通过低温均相还原反应，以纳米TaCl5为原料制得纳米氮化钽粉末，通过氮化热处理得到纳米级Ta3N5
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本文制备了一种带隙能较低的新型可见光响应型催化剂纳米级Ta3N5粉末材料。具体是通过低温均相还原反应，以纳米TaCl5为原料制得纳米氮化钽粉末，通过氮化热处理得到纳米级Ta3N5。采用XRD、TEM、UV-VIS吸收光谱分析等测试手段对所制备的光催化剂进行了表征。结果表明：在反应温度为800℃，反应4h条件下得到晶化度较好的Ta3N5粉末，其颗粒大小为20-40nm，且均匀性和规整程度较好，光谱响应范围可拓宽至600nm，具有良好的可见光响应能力。
模拟太阳光(λ＞420nm)下，研究了光催化剂Ta3N5降解亚甲基蓝的催化活性。结果表明，纳米Ta3N5在可见光下可有效降解亚甲基蓝，在初始浓度为10.0mg/L的弱碱性亚甲基蓝溶液中，当催化剂投加量为2.0g/L，经过300min照射后，最大降解率可达95％以上，与德国Degussa公司P25(TiO2)和由市售Ta2O5制得微米Ta3N5相比，降解效率明显提高；通过在催化剂表面沉积贵金属Pt，催化活性有较大提高，Pt最佳沉积量为1.5wt％，降解速率是原催化剂的1.5倍。为了考察催化剂在降解过程中的稳定性，将催化剂回收使用，重复3次光催化降解实验，结果表明降解效率无明显下降，催化剂活性稳定。
此外，对制备的催化剂进行了光解水制氢方面的研究，考察了牺牲剂体积百分数、贵金属沉积种类及沉积量等因素对光解水产氢速率的影响。结果表明，在100.0mL水溶液中(甲醇30vol％)，催化剂投加量为0.2g，Pt沉积量为0.4wt％，最大析氢速率为3.7μmol/h，此时的量子产率为0.24％。在没有添加牺牲剂如甲醇的情况下，通过负载Pt/Cr2O3核壳型助催化剂实现了可见光下完全光解水，析氢速率为0.16μmol/h。
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