Fabrication and photocatalytic performance of Sn-doped titania hollow spheres using polystyrene as template

材料科学 锐钛矿 结晶度 成核 化学工程 溶解度 掺杂剂 光催化 金红石 离子半径 兴奋剂 复合材料 物理化学 有机化学 离子 光电子学 工程类 催化作用 化学
作者
Jie‐Yu Wang,Hangjuan Ren,Wen‐Fan Chen,Pramod Koshy,Charles C. Sorrell
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:44 (5): 4981-4989 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2017.12.092
摘要

Sn-doped anatase hollow spheres were fabricated using a template method involving polystyrene spheres as core and anatase coating as shell. The synthesis route included the preparation of PS spheres, followed by their coating by Sn-doped TiO2 sol-gel precursor and subsequent removal of the PS cores by pyrolysis and recrystallization at 500 °C for 2 h. The observation of minor amounts of rutile suggests that Sn promotes the anatase → rutile phase transformation. At doping levels of ≤ 1.0 mol% Sn, the unsaturated solubility and increasing defect densities enhanced nucleation. At 1.0–2.0 mol% Sn, the solubility remained unsaturated but increasing Sn incorporation reduced crystallinity owing to lattice deformation and partial amorphization. At 2.0–3.0 mol% Sn, solid solution saturation occurred, resulting in excess dopant precipitation, leading to grain boundary pinning and partial blockage of surface-active sites. Ionic radii, thermodynamic, phase equilibria, intervalence charge transfer, and defect chemistry considerations suggest that Sn4+ exhibits substitutional solid solubility in the TiO2 lattice. The photocatalytic performance was in the order 1.0 > 1.2 > 1.5 ≈ 0.7 > 2.0 > 0.0 > 3.0 mol% Sn. This ranking is consistent with the dominant role of crystallinity such that, at ≤ 1.0 mol% Sn, the performance increased owing to enhanced nucleation from low defect density and increasing crystallinity while, at 1.0–2.0 mol% Sn, the performance decreased from increased lattice strain and effective partial amorphization, and, at 2.0–3.0 mol% Sn, it decreased from maximal lattice strain and blockage of active sites.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
惜晨161完成签到 ,获得积分10
1秒前
赘婿应助Bliteper采纳,获得10
1秒前
小池由希完成签到 ,获得积分10
3秒前
leeyolo完成签到,获得积分10
3秒前
Alan完成签到,获得积分10
4秒前
guoxingliu完成签到,获得积分10
5秒前
hui完成签到,获得积分10
5秒前
Lucas应助ali777采纳,获得10
5秒前
star完成签到,获得积分10
6秒前
你好完成签到,获得积分10
6秒前
cry完成签到 ,获得积分10
7秒前
Jieh完成签到,获得积分10
9秒前
伍志伟完成签到,获得积分10
12秒前
Lucas完成签到,获得积分10
12秒前
嘟嘟豆806完成签到 ,获得积分10
13秒前
笑对人生完成签到 ,获得积分10
15秒前
LISSU完成签到 ,获得积分10
15秒前
断秋1完成签到 ,获得积分10
18秒前
韭菜完成签到,获得积分10
19秒前
dz完成签到,获得积分10
19秒前
GY完成签到 ,获得积分10
20秒前
蔓蔓要努力完成签到,获得积分10
21秒前
陶醉天问完成签到 ,获得积分10
21秒前
机智的青柏完成签到 ,获得积分10
21秒前
菠萝谷波完成签到 ,获得积分10
22秒前
Panini完成签到 ,获得积分10
22秒前
cdd完成签到,获得积分10
23秒前
Mr_龙在天涯完成签到,获得积分10
27秒前
29秒前
韭黄完成签到,获得积分10
29秒前
MARIO完成签到 ,获得积分10
32秒前
钱学森完成签到,获得积分10
32秒前
dajiejie完成签到 ,获得积分10
33秒前
tjyiia完成签到,获得积分10
33秒前
Skye完成签到 ,获得积分10
33秒前
letitia发布了新的文献求助10
34秒前
jzmulyl完成签到,获得积分10
34秒前
超级翰完成签到 ,获得积分10
35秒前
37秒前
雨恋凡尘完成签到,获得积分0
37秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
应急管理理论与实践 530
Cleopatra : A Reference Guide to Her Life and Works 500
Fundamentals of Strain Psychology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6339929
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8155055
关于积分的说明 17136002
捐赠科研通 5395691
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2858829
邀请新用户注册赠送积分活动 1836580
关于科研通互助平台的介绍 1686875