飞秒激光制备可见光水分解催化Fe纳米晶

低 ， 宜大 规模 生产 。但是 Ｆ 的电荷 扩散长 度很 短 ， 有几 ｎ 到几 十 ａ 这对 光致 载流 子 的收 集来 说 适 ］ ｅＯ。 仅 ｍ ｍ， 很 困难 ， 大量研 究都致 力 于改善其 电荷 扩散距 离 ， 中对 表面形 貌 的改善 就是一 种有 效 的提高 电荷 收集能力 的 其
氧气 ， 此催 化剂 不需 要放在 特定 的体 系 中。在 光催 化过程 中 Ｆ 纳 米 晶被 氧 化成 Ｆ 。 纳 米 晶 ， ｅ ｅｏ。 氧化 过程 中吸
收 了水分 解生 成 的氧气 。表面 纳米微 结构改 善 了其 电荷扩散距 离 ， 使其 具有光 催化 特性生 成 了氢气 。
参 考文献 ：
手段 。飞秒激 光脉 冲作用产 生 的纳米 微 结 构 ， 光 致 载流 子 提 供 了有 效 传 输 途径 ， 为 增加 了 ｚ 纳 米 晶表 面产 生光 致载流 子 ， 分子 捕获 Ｆ 纳米 晶表 面产 生 的电子 ， ｅＯ。 水 ｅＯ。 被
光催 化水 分解 的实现 。 ．
金属 颗粒纳 米微 结构光 催化 仅见 Ｃ ｏ金属颗 粒光催 化 的报导 ， 见关 于 Ｆ 金 属 颗粒 纳米 微 结构 光催 化 鲜 ｅ 报 导 。Ｆ 纳米 晶经 光催化 后 出现 棕 红 色物 质 和 六 面体 结 晶物 ， ｅ 这说 明 Ｆ ｅ纳 米 晶被 氧 化 成 了 Ｆ 。 纳 米 晶 。 ｅＯ。 Ｆ 。 带 隙在 ２ ０ ． Ｖ 之 间 ， ｅ Ｏ。 ． ～２ ２ｅ 这对 可见 光 光催 化 是很 有 利 的 ， 时 自然界 中储量 很 丰 富 ， 且 加 工成 本 很 同 并
１ ３ ８ ２ ９ — ４ １ ３ （ ）： ３ ８ ２ ０ ．
［ ］ ＯｓｅｌｈＦ Ｅ，ａｋｎ ｏ ２ ｔｒｏ Ｐ ｒｉｓｏＢ Ａ．Ｒｅｅｔｄｖｌｐ ｎｓｉ ｏａ ａｅ－ｐｉ ｉｇｐ ０ｏａａｙｉ［］ ｃｎ ｅｅ ｍｅｔ ｓｌｒｗ ｔｒｓｌｔ ｈ ｔｃｔ１ｓ Ｊ ．ＭＲＳＢｕｌ ｉ ，０ １ ６ １ ：７２ ． ｏ ｎ ｔｎ ｓ ｌ ｔｎ ２ １ ，３ （ ） １－２ ｅ
３ 结 论
纳米 加工可 以改 变材料 的光 学和 电化学 特性 ， 飞秒 激光 辐照 制得 的纳米 微结 构 改 善 了某些 材 料 的光 催 化 特性 ， 使某 些本 身不具 催化 特性 的材料 具 有 了光 催化 特 性 。飞 秒激 光 脉 冲辐 照 Ｆ ｅ颗 粒制 得 了新 型 可见 光 水 分解 光催 化体 系— — Ｆ ｅ纳米 晶 ， 悬浮 在蒸馏 水和 Ｎａ １ 液 中的 Ｆ Ｃ溶 ｅ纳米 晶在 白光辐 照下 水分解 生成 了氢气 和
强 激 光 与 粒 子 束
第 ２ 卷 ４
光催 化后 也 出现 了结 晶物 和丝绸状 物质 ， 但是 结 晶物形 状 为小 型无 规则 块 状物 质 。六 面体 结 晶物 以及丝 绸 状
物质 均说 明 Ｆ 纳米 晶被 氧化 成 了 Ｆ ｚ 纳米 晶 ， 液 中悬浮 的棕 红 色物 质更 进 一步 印证 了 Ｆ 纳 米 晶 吸收 溶 ｅ ｅＯ。 溶 ｅ 液 中的氧气 生成 了 Ｆ ｚ 纳米 晶 。同时结 晶物 以及 丝绸 状物 质 的出现 ， 加 了催化 剂与水 的接 触面 积 ， 进 了 ｅＯ。 增 促
［ ］ Ｍａｌｕ ．Ｔ ｅｅ ｒｉｇｔｃｎ ｌｇ ｆ ｏａ ｅ ［］ ｈ ｓ ｈｍ ｅｔ ０ ０ １ １ ） ２ ３ —７ ９ ４ ｌ ｋＴ Ｅ ｈ ｍｅｇｎ ｅｈ ｏｏｙｏ ｌｒｆ ｌ Ｊ ．ＪＰ ｙ ｅ Ｌ ｔ，２ １ ， （８ ：７ ８２ ３ ． ｏ ｓ ｕｓ Ｃ
［ ］ Ｔ ｂ ｔ Ｓ Ｎｉｈｄ ，Ｍａａ ｉ ５ ａ ａａ ， ｓｉａＨ ｓｋ Ｙ，ｅ １ ｔｉ ｉｍｅｒ ｈ ｔｃｔｌｔ ｅｏ ｏｉｏ ｆ ｕｅｗａｅ ｎＰ／ Ｏｚａ ｕｏ ｓｓｓｅ ｓ ｎ ｓｓｅ ｔ ．Ｓｏｃ ｏ ｔｃｐ ｏｏ ａａｙｉ ｄｃ ｍｐ ｓ ｉｎｏ ｒ ｔｒｉ ｔＴｉ ｑ ｅｕ ｕｐ ｎｉ ｙｔｍ ａ ｈ ｉ ｃ ｔ ｐ ｏ
［ ］ ＩｎＹ Ｊ Ｚ ｏ Ｓ ｅｈ ｎＳＷ ．Ｎａｏ ｅ ｂ ｓｄｈ ｍａｉ ｅｅｏ ａ ｏｔｕｔ ｒｓ ｏ ｆｃ ｎ ｏａ ｔｒｓｌｔ ｇＪ ．ＪＡｍ ｈ ｍ Ｓ ｃ ０ ｌ １ ， ｈ ｕＳ， ｈ ｅ ａ ｉ ｎ ｎ ｔ ａｅ ｅ ｔ ｅ ｔｒｎ ｎ ｓｒｃｕｅ ｒ ｆ ｉ ｔ ｌｒ — ｔｂ ｆ ｅ ｉｅ ｓ ｗａｅ ｐｉ ｉ ［］ Ｃ ｅ ｏ ，２ １ ， ｔｎ
ｒ ＿ ａ ａＬ ｔ ，１ ９ ， ４ １ ２ ： ４ — ４ ． Ｊ ．Ｃ ｔ ｅｔ ９ ５ ３ （ ／ ） ２ ５２ ９
［ ］ Ｖａ ｓｉｒｓＬ， ａｈ ６ ｙｓ ｅ Ｓ ｔｅＣ，Ｂ ｔｒ ， ｔ １ ｅ ｕｏｉ ＳＭ ｅ ．Ｏｎ－ｉ ｎ ｉ ａ ｑ ａｔ ｍ—ｏ ｆ ｅ ｎ ｆ ｃ — ｅＯａ ｌ ａｉｅｎｎ ｒｄａｒｙ［ ］ ｎ ａ ｅｄｍｅｓ ｎ ｌ ｕｎｕ ｃ ｎｉ ｍｅ ｔ ｆ ｔｎａＦ ｚ ｔ ｆ ａｏｏ ｒａ ｓＪ．Ａｄ — ｏ ｎ ｅｅ ｉ ｕｒ ｎ ｖＭａ
还原 为氢 气释放 出来 ， ｅＯ。 Ｆ 。 纳米 晶作为 电子供 体被 空穴 氧 化 成 电子 受体 。Ｆ ｅ纳米 晶 在被 氧 化成 Ｆ 。 米 ｅＯ 纳
晶 的过程 中将 消耗大 量氧气 ， 水分 解过 程 中产 生 的氧气 为这个 氧化 过程 提供 了可靠 的氧气 源 ， 也正 是在 实验 这 中未 测到 氧气 的主要 原 因。
［ ］ Ｋｕ ｏＡ，Ｍｉ ｋ Ｙ ３ ｄ ｓ ｉ ．Ｈｅｅｏ ｅ ｅｕ ｈ ｔｃｔｌｓ ｔｒ ｌ ｆｒｗａｅ ｐｉｉｇＪ ．Ｃ ｅ Ｓ ｃ ｖ， ０ ９ ８ １ ：５—７ ． ｅ ｔｒｇｎ ｏ ｓｐ ｏｏａａｙｔｍａｅｉ ｓ ｏ ｔｒ ｌｔ ［］ ｈｍ ｏ ａ ｓ ｔｎ Ｒｅ ２ ０ ，３ （ ） ２ ３２ ８