通过可见光光催化高效去除NO的SrTiO3–TiO2界面的一步构建方法

《Langmuir》：One-Step Construction of SrTiO3–TiO2 Interfaces for Efficient NO Removal via Visible-Light Photocatalysis

SrTiO3/TiO2异质结光催化剂通过乙醇介导一步沉淀法合成，优化异质结界面与可见光吸收，显著提升NOx降解效率（最高63.89%），机理涉及界面电荷分离及活性氧物种（如超氧自由基和羟基自由基）的协同作用。

　　

开发对可见光响应的光催化剂以有效去除氮氧化物（NO_x）对于解决城市空气污染问题至关重要。在本研究中，通过一种简单的一步沉淀法合成了SrTiO₃/xTiO₂（其中x表示Ti与Sr的摩尔比）异质结光催化剂，该方法包括乙醇介导的前体配位、温和的碱性处理以及随后的热活化。这种方法使得TiO₂能够直接掺入SrTiO₃框架中，并且可以通过调节Ti前体的比例来精确控制异质结界面，从而显著增强对可见光的吸收。这些复合材料专门设计用于光催化去除一氧化氮（NO），因为它是一氧化氮污染物中最活跃和占主导成分的组分。结构、形态和光学表征证实了SrTiO₃/TiO₂异质结的成功形成，该异质结具有紧密的界面接触和宽的光吸收范围。在所有样品中，SrTiO₃/2TiO₂异质结表现出最高的NO去除效率（63.89%）、最低的NO₂生成量（8.45%）、快速的反应动力学以及在多次循环中的优异稳定性，其性能明显优于原始的SrTiO₃和TiO₂。光催化性能的提升归因于界面电荷分离的改善和高效的电荷转移过程，这些过程促进了活性氧物种（主要是超氧阴离子和羟基自由基）的生成。这项工作突显了通过简单一步法合成的SrTiO₃/TiO₂异质结作为可见光驱动的NO_x去除和先进光催化空气净化技术的有希望的候选材料的有效性。