化学通报

作者：樊昊,周颖,代朋,姜文,万财文,李园园

关键词：Li2TiO3,Li2MnO3,固溶体,光催化降解,密度泛函理论(DFT),非辐射耦合,

基金：国家自然科学基金(22209017)、重庆市教委科学技术研究项目(KJQN202301613)、重庆市自然科学基金项目(CSTB2022NSCQ-MSX0981)、重庆第二师范学院校级重点项目(KY202307B)和重庆市大学生创新创业项目(S202214388010)资助

我国部分海域存在氯酚类污染物，其中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)被纳入我国优先污染物名单，需要针对2,4-DCP进行研究为水质改善提供基础数据。本文通过固相法制备过渡金属Mn掺杂氧化物Li2TiO3，并研究其光催化降解2, 4-DCP的性能。使用粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶红外变换(FTIR)光谱、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)、高倍透射电镜(HRTEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对制备的光催化剂晶体结构、微观形貌、光学性能、化学组成进行表征。以高压汞灯为光源，探究了掺杂样品光催化降解2,4-DCP性能。光催化降解实验发现母体Li2TiO3在光源照射30 min后可降解76%的2,4-DCP。当掺杂Mn后，样品Li2Ti1-xMnxO3(x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0)材料的光催化效果都会得到大幅度的抑制。实验发现尽管Mn掺杂提升了材料的光吸收能力，但是Mn掺杂后光催化中光生载流子寿命大幅度减小。理论计算表明，Mn掺杂增强了光催化剂中的非辐射耦合系数从而抑制了光催化效率。本文的研究为理性掺杂优化光催化效率提供了重要的基础认，同时为景区氯酚类化合物的治理提供新方法和新思路。

来源：2025年第2期

《化学通报》期刊编辑部

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