玻璃基底上La_1_x_Sr_xMnO_3纳米薄膜的制备及光催化(6)

1442无机化学学报第26卷

La1-xSrxMnO3多层薄膜具有钙钛矿结构，其颗粒粒径在30nm左右，其四层薄膜的平均厚度为98.8nm。将制备出的薄膜引入光催化领域，由于A位Sr2+的引入使薄膜的电子转移更容易，且当x为0.2时薄膜的光催化活性最好，在9h内对酸性红A的脱色率达到96%。

参考文献：

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图7

光催化降解的动力学曲线

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Fig.7Kineticscurveofphoto-catalyticdegradation

附在薄膜表面的染料分子发生氧化还原反应，将其降解为无机小分子[14]。对于A位掺杂而形成的

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A1-xA′xBO3，为保持体系的电中性，可以通过两条途径来实现：(1)形成氧空位(Vo)；(2)B位离子氧化态的变化，如Mn3+(全充满状态的t2g3eg1)转变为Mn4+(半充满状态的t2g3eg0)[15]。由于掺杂造成的点缺陷以及可能产生的氧缺位,导致了表面非晶格活性氧增加,活

性非晶格氧增加有利于光催化活性的提高。而且，

[16]

晶格中的点缺陷的存在造成的局域能级，降低了禁带宽度Eg，扩大了光催化剂的光响应范围，有利于e--h+对的产生。同时由于氧空位可捕获e-，故能降低

e--h+对的复合几率，光生e-和光生h+复合几率的降低有利于增加ABO3的光催化活性。由于LaMnO3中A位Sr2+的引入，导致B位的部分Mn3+转变为Mn4+，Mn4+的氧化能力明显高于Mn3+。因为Mn4+的t2g3eg0比Mn3+的t2g3eg1更容易产生d-d跃迁[17]，同时Mn3+与Mn4+的共存使催化剂上的电子转移变得更容易，所以Sr2+的掺杂有利于染料的光催化降解。但当A′掺

杂量超过一定值后，晶体中氧空位分布的随机化程度降低，即出现氧空位的局部有序化排列，从而使催化剂的光催化活性下降。因此当掺杂比例为40％时，La0.6Sr0.4MnO3薄膜的光催化活性反而降低。

[18]

3

结论

采用溶胶-凝胶法结合浸渍提拉技术在玻璃基底上制备出了致密均匀的La1-xSrxMnO3纳米薄膜。其最佳制备工艺为：柠檬酸与硝酸盐的物质的量的比为1∶1，OP-10、PVA、PEG与硝酸盐的质量比分别为

(6):473-476

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1∶9、1∶9、1∶8；通过TG/DTA、FTIR、XRD、FESEM、UV-Vis等对产物进行了表征。结果表明，制备出的