一种增强LiTaO制造技术

本发明专利技术的一种增强LiTaO

An enhanced Litao

【技术实现步骤摘要】
一种增强LiTaO3光催化性的方法
本专利技术属于光催化材料
，具体涉及一种增强LiTaO3材料电催化活性的方法。
技术介绍
微生物燃料电池是同时发电和废水处理的有前途的技术，不仅可以直接将水中或者污泥中的有机物降解，而且同时可以将有机物在微生物代谢过程中产生的电子转化成电流，从而获得电能。利用微生物燃料电池输出电能的特点不但进行新型能源的开发，而且利用微生物燃料电池电流与水中有机物之间的定量关系进行新型污水水质检测方法的研究，以及利用微生物燃料电池的特殊环境对特殊性能的微生物进行驯化，对微生物燃料电池的研究均具有重要的理论意义和应用价值。微生物燃料电池在以下方面还具有应用开发前景，替代能源、传感器、污水处理新工艺、利用微生物燃料电池的特殊环境进行未培养菌的富集。LiTaO3材料作为一种新型材料，具有耐高温，抗腐蚀能力强且不易被氧化等特性，可以在恶劣环境中工作。但在常温常压下光催化活性较低，使得其在光催化、燃料电池等领域应用受到限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题提供一种增强LiTaO3材料光催化活性的方法。本专利技术的具体技术方案如下所述一种增强LiTaO3光催化性的方法，是在室温条件下在金刚石对顶砧中进行的，选择T301钢片作垫片材料，以硅油作传压介质，红宝石荧光峰作为压力大小的标定对象；垫片打孔之后将LiTaO3样品置于金刚石对顶砧砧面和垫片组成的密闭样品腔中，利用金刚石对顶砧装置样品对腔内部施加1～10GPa的压力，得到光催化活性增强的LiTaO3材料。本专利技术所述的LiTaO3样品可以按下述方法制备：以Li2CO3和Ta2O，按化学计量比在马弗炉中于600℃加热48小时排出CO2，然后在800℃加热24小时，热处理后，对样品进行快速冷却。有益效果：LiTaO3材料是一种铁电材料，属于钽酸光催化剂，它具有与化学计量无关的内在缺陷。据报道，这种材料是用于水分解产H2和O2、硝酸盐还原和太阳能应用的光催化剂。然而，常规的光催化剂对ORR有其局限性，因为它们的光催化效率会受到大量的电子-空穴的重新结合和不期望的逆反应的发生的影响。本专利技术采用常见的金刚对顶砧装置对其进行高压处理，使得材料的吸收能力增强，本专利技术可以使LiTaO3材料应用于微生物燃料电池中用作为阴极催化剂，可同时将水中或者污泥中的有机物降解，且将有机物在微生物代谢过程中产生的电子转化成电流，从而获得电能。附图说明：图1是实施例2条件下的LiTaO3材料紫外可见光吸收光谱。图2是实施例2条件下的LiTaO3材料带隙。图3是实施例3条件下的LiTaO3材料紫外可见光吸收光谱。图4是实施例3条件下的LiTaO3材料带隙。图5是实施例4条件下的LiTaO3材料紫外可见光吸收光谱。图6是实施例5条件下的LiTaO3材料带隙随压力的变化图。具体实施方式本专利技术实施例中紫外可见光谱测试，均为室温条件下，且都是由氘卤素灯作为光源，波长范围240～285nm。实施例1将合成的纯LiTaO3晶体研磨两个小时，选择T301钢片作垫片材料，用金刚石对顶砧预压，在钢片上由中心向外留有金刚石压砧砧面压痕、金刚石压砧倒角压痕、金刚石压砧侧棱压痕。利用激光打孔机在金刚石压砧砧面压痕同圆心打孔，孔的直径为120nm。将样品置于金刚石对顶砧密封样品腔中，以硅油作传压介质，红宝石荧光峰作为压力大小的标定对象。金刚石对顶砧装置样品腔内部压力逐步增加，进行紫外可见光吸收光谱测试。实施例2将实施例1中的金刚石对顶砧装置样品腔内部压力提升到1GPa，稳定1min测试紫外可见光吸收光谱。所测光谱范围为240～285nm，此条件下，在246nm波长吸收峰出现，且带隙值为4.639eV。具体的吸收光谱测试结果见图1、图2。实施例3将实施例2中的金刚石对顶砧装置样品腔内部压力缓慢加到2GPa，稳定1min测试紫外可见光吸收光谱。此条件下，在245nm波长吸收峰出现，说明此条件下，吸收峰出现了蓝移，且带隙值减小，使得LiTaO3的光催化性增强。具体的吸收光谱测试结果见图3、图4。实施例4将实施例3中的金刚石对顶砧装置样品腔内部压力从2GPa缓慢增加到10GPa，此范围区间内取3GPa、4GPa、5GPa、6GPa等压力点测试紫外可见光吸收光谱。此条件下，吸收峰位随压力增加发生蓝移。具体的紫外可见光吸收光谱见图5。实施例5将实施例4中的紫外可见光吸收光谱图，拟合出带隙随压力变化结果，见图6。由图6可见，随着压力的继续增加样品的带隙逐渐减小，从而使得LiTaO3的光催化增强。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强LiTaO

【技术特征摘要】
1.一种增强LiTaO3光催化性的方法，是在室温条件下在金刚石对顶砧中进行的，选择T301钢片作垫片材料，以硅油作传压介质，红宝石荧光峰作为压力大小的标定对象；垫片打孔之后将LiTaO3样品置于金刚石对顶砧砧面和垫片组成的密闭样品腔中，利用金刚石对顶砧装置样品对腔内部施加1～10GPa的压力，得到光催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩永昊，刘学，张翠婷，杨磊，冀婷婷，高春晓，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22