氧空位提升了钙钛矿SrTiO₃的光催化性能。

简介：
本研究探讨了氧空位对SrTiO₃钙钛矿材料光催化活性的影响，发现适量的氧空位能够显著提升其在光照下的催化效率。 通过NaBH4与SrTiO3纳米晶体的可控固相反应开发了一种简便且通用的方法，在钙钛矿型SrTiO3（STO）纳米晶上制造氧空位。合成了具有可调颜色及表面氧空位浓度变化的STO样品。透射电子显微镜结果表明，这些STO样品呈现出结晶核非晶壳结构（即SrTiO3 @ SrTiO3-x）。XPS和EPR分析显示，随着反应时间和温度增加，氧空位浓度逐渐上升。根据热重数据计算得出，在本研究中可达到的最高氧空位浓度为5.07%（原子百分比）。紫外可见光谱及光催化实验表明，STO表面的氧空位对材料的光吸收和光催化性能具有显著影响；然而过量氧空位会导致其活性下降。在UV-vis辐射下，最佳H2产率可达2.2 mmol h^-1 g^-1，这大约是原始SrTiO3样品效率的两倍多，并对应于氧空位浓度为3.28%（原子百分比）时的最佳性能。