西北大學范海波&滕鳳Ceram. Int.：電紡鋅摻雜Ga2O3納米纖維的制備及其在光降解羅丹明

DOI:10.1016/j.ceramint.2020.10.072

近年來，超寬帶隙半導體材料由于其在光催化領域的巨大潛力而受到人們的廣泛關注。在這項研究中，通過靜電紡絲合成了各種濃度的鋅摻雜Ga2O3納米纖維。與未摻雜的Ga2O3納米纖維相比，它們對羅丹明B染料具有更好的光催化降解性能。鋅摻雜劑通過置換摻雜取代了Ga位點，增加了氧空位濃度并提高了光催化性能。當Zn濃度增加時，形成了Ga2O3/ZnGa2O4雜化結構，進一步提高了光催化性能。Zn摻雜和異質結造成的光生載流子分離是光催化性能增強的主要原因。這項研究為基于Ga2O3納米材料的高性能光催化劑的制備提供了實驗數據。

圖1.GZ0（a），GZ1（b），GZ2（c），GZ5（d），GZ8（e）和GZ10（f）的SEM圖像。

圖2.GZ0（a，b），GZ2（c，d），GZ5（e，f）和GZ10（g，h）的TEM和HR-TEM圖像。

圖3.GZ0，GZ1，GZ2，GZ5，GZ8和GZ10的實尺XRD圖。

圖4.放大的XRD圖譜，范圍為31.0-33.0°（a），34.5-37°（b），42-45°（c）和74-77.5°（d）。

圖5.GZ0，GZ1，GZ2，GZ5，GZ8和GZ10（a）的XPS全掃描光譜以及Ga 2p（b），O 1s（c）和Zn 2p（d）的相應高分辨率XPS光譜。

圖6.GZ0，GZ1，GZ2，GZ5，GZ8和GZ10的UV-vis DRS（a）和相應的Tauc圖（b）。

圖7.在氙燈照射下，原始RhB溶液和含GZ0，GZ1，GZ2，GZ5，GZ8和GZ10催化劑的RhB溶液的光降解曲線（a）和光降解速率（b）。

圖8.GZ0，GZ1，GZ2，GZ5，GZ8和GZ10的PL光譜。

圖9.Zn摻雜引起氧空位增加（a）和[ZnO4]四面體形成（b）的示意圖。

圖10.鋅摻雜Ga2O3（a）和Ga2O3/ZnGa2O4異質結（b）的光催化反應過程示意圖。