アルミノシリケートミネラルおよび優れた水分解性能のための代替ドーピング

背景

アルミノケイ酸塩鉱物（例えば、カオリナイト[1,2,3]、ゼオライト[4、5]モンモリロナイト[6、7]、およびハロイサイト[8,9,10,11,12,13]）は、触媒担体として広く研究されてきました。それらは環境に無毒であり、自然の堆積物から安価に豊富に入手できるためです。ポリマーコーティング[14、15]、カーボンコーティング[8]、原子ドーピング[16、17、18、19]など、多くの技術が支持材料の機能を強化するために使用されてきました。ドープされたアルミノケイ酸塩鉱物は自然界で形成される可能性がありますが、実験室での合成により、指定されたドーパントでさまざまな特性が可能になります[20、21、22、23]。アルミノシリケート層構造に金属イオンを組み込むことにより、対応するナノ材料は、触媒作用[24、25、26]、医薬品の制御放出[27、28]、リチウムイオン電池[29、30]などのさまざまな用途に魅力的です。最近、密度汎関数理論（DFT）計算に基づいて、イモゴライト、ハロイサイト、クリソタイルなどのナノ構造アルミノケイ酸塩の安定性、電子的、および機械的特性が明らかになりました[31]。ただし、金属のアルミノケイ酸塩への置換ドーピングメカニズムと電子構造の進化は依然としてあいまいです[32、33]。

このメカニズムの理解を深めるという目標に向けて、飽和状態での置換原子の動的平衡を通じて、代表的なアルミノケイ酸塩鉱物の1つ（ハロイサイトナノチューブ[34,35,36]、HNT）の効率的なドーピング戦略を設計しました。 AlCl ₃ ランタン塩を含む溶液。次に、HNT構造へのLaドーピングと、Al–OシートからのAl原子の置換部分に基づく置換原子ドーピング戦略を示します。ハロイサイト（HNT、Al ₂ Si ₂ O ₅ （OH） ₄ ∙nH ₂ O）は、天然の粘土鉱物として、八面体のギブサイトAl（OH） ₃ を含んでいます。 および四面体SiO ₄ シート、そしてそれはまた複数の圧延層によって形成された中空シリンダーで構成されています。 CdSは、可視光照射下で太陽エネルギーを化学エネルギーに変換できる魅力的な半導体材料です。 CdSナノ粒子をLa-HNTに組み込むことと、それに対応する水分解性能は、Laドーピングの効果を実証する可能性があります。 Al ³⁺ の拡散プロセス ハロイサイトからの飽和溶液とアルミナシート、結晶形状と表面構造の変化、および触媒活性の向上の可能性を詳細に調査しました。サンプルの微細構造と形態を特徴づけ、CdSとLa-HNTの間の界面構造を調べた。光触媒水素活性を評価し、CdS / La-HNTの触媒活性を高めるためのLa-HNTの役割も調査しました。

メソッド

実験セクション

材料の準備

ハロイサイトナノチューブ（HNT）は、中国の湖南省から入手しました。すべての化学物質は分析グレードであり、さらに精製することなく使用されました。 HNTは、エマルジョン分散、ろ過、蒸留水での洗浄、および313 Kで8時間の乾燥によって前処理されました。La-HNTは、修正された熱水ルートによって合成されました。 34.3gのAlCl ₃ 60mLの脱イオン水に溶解してAlCl ₃ を形成しました 過飽和溶液、3ミリモルのHNTと6ミリモルのLa（NO ₃ ） ₃ ・6H ₂ Oはそれぞれ脱イオン水（5 mL）に溶解しました。次にLa（NO ₃ ） ₃ ・6H ₂ O溶液とHNTスラリーをAlCl ₃ に加えた。 懸濁液を形成するための過飽和溶液。得られた懸濁液をポリプロピレンビーカーで10分間撹拌し、10分間超音波処理して、出発物質の凝集体を破壊しました。容量は70mLに制限されました（L / S =70–80）。混合物をテフロンボトル（100 mL）に移し、373 Kで48時間攪拌せずに、自動生成圧力下で処理しました。オートクレーブを自然に室温まで冷却し、得られた沈殿物をろ過し、脱イオン水で数回洗浄し、最後に真空中353 Kで乾燥させました（La-HNTと表記）。比較のために、1.00 gのHNTで合成された酸処理HNTを、水浴中の373Kで250mLの6MHCl溶液に溶解しました。反応は三角フラスコ内で4時間、絶えず攪拌しながら行いました。三角フラスコを自然に室温まで冷却し、得られた沈殿物をろ過し、脱イオン水で数回洗浄し、最後に真空中353 Kで乾燥させました（酸処理HNTと表記）。

CdS / La-HNTは、Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction（SILAR）メソッドを使用して合成され、3mmolのLa-HNTが50mLの0.5M Cd（NO ₃ ） ₂ エタノール溶液を5分間、エタノールですすぎ、さらに5分間50 mL 0.5 M Na ₂ に溶解します。 Sメタノール溶液、およびメタノールで再度すすいだ。このような浸漬サイクルは、CdSナノ粒子の所望の堆積が達成されるまで数回繰り返された。次に、得られた沈殿物をろ過し、脱イオン水で数回洗浄し、最後に真空中353 Kで乾燥させました（CdS / D-Lax-HNTと表記）。

特性評価

X線光電子分光法（XPS）分析は、AlKa単色X線源を備えたThermoFisher Scientific K-Alpha1063分光計を使用して実行されました。テストチャンバーの圧力は10 ^-9 未満に維持されました スペクトル取得中のmbar。 XPS結合エネルギー（BE）は、内部でC 1 s を参照していました。 ピーク（BE =284.1 eV）。結晶相は、RIGAKU D / max-2550VB1 18kW粉末回折計とCuKa放射線（λ）を使用したXRD分析によって特定されました。 =1.5418Å）。データは、スキャン範囲2θ=10–80°、スキャン速度2°/分で収集されました。 FTIRスペクトルは、Nicolet5700分光光度計を使用して記録しました。比表面積は、Brunauer–Emmet–Teller（BET）方程式を使用して窒素吸着等温線から計算されました。透過型電子顕微鏡（TEM）画像は、加速電圧200 kVでエネルギー分散型X線分光法（EDS）を備えたJEOLJEM-200CX装置を使用して取得しました。サンプルの（PL）スペクトルは、Xeランプを光源として使用するHitachiH-4500蛍光分光計で検出されました。水溶液中のサンプルのUV-visスペクトルは、UV-2400（島津製作所、日本）分光計を使用して取得しました。ソリッドステート ²⁹ Siと ²⁷ Al MAS NMRスペクトルは、Bruker AMX400分光計を使用して、共振周波数79.49MHzで9.4Tの静磁場で記録されました。電気化学的分析は、従来の3電極セルで、それぞれ対極と参照電極として白金黒線と飽和カロメル電極（SCE）を使用して実行されました。作用電極は、FTO（フッ素酸化スズ）導体ガラス上に準備されました。詳細には、20mgのサンプルを10mLのエタノールに加え、均一な懸濁液を形成しました。標準的なスピンコーティングプロセスと同様に、エタノール懸濁液をFTOガラスに塗布しました。このガラスの側面は、スコッチテープを使用して事前に保護されていました。紡糸は150rpsの高速で行い、70°Cのオーブンで1時間乾燥させました。さまざまなサンプルの過渡光電流応答は、0.1 M Na ₂ で測定されました。 S + 0.02 M Na ₂ SO ₃ SCEに対して0Vで可視光照射（≥420nm）下の水溶液。作用電極の照射面積は2cm ² 。光電気化学実験は、CHI-660A電気化学ワークステーション（ChenHua Instruments Co. Ltd.、上海、中国）を使用して実施しました。電気化学インピーダンス分光法（EIS）は、CHI-660A電気化学ワークステーション（ChenHua Instruments Co. Ltd.、上海、中国）で測定され、電解質は0.01 mol / Lヘキサシアノ鉄酸カリウム（III）、0.01 mol / Lヘキサシアノ鉄酸カリウムで構成されていました。 （II）、および0.5 mol / LKCl。印加電位は開回路電位（OCP）でした。

光触媒反応

水分解反応は、真空内のガス閉鎖循環で実施された。 100 mgの光触媒粉末のサンプルを、0.1 M Na ₂ の300mL水溶液に分散させました。 Sおよび0.1M Na ₂ SO ₃ 。光源は300WのXeランプで、反応液の表面に到達する光の強度は135 mW / cm ² でした。 。 H ₂ の量 進化は、ガスクロマトグラフ（Agilent Technologies：6890 N）を使用して決定されました。

計算の詳細

すべての計算は、第一原理密度汎関数理論（DFT）に基づいて、CASTEPコードを使用して実行されました。計算には局所密度近似（LDA）ポテンシャルを使用しました。超ソフト擬ポテンシャル平面波形式と400eVのエネルギーカットオフが使用されました。 3×3×1 k のMonkhorst-Packグリッド -ポイントメッシュはDOS結果の正確な計算に使用され、ガンマポイントはジオメトリ緩和中に使用されました。基底状態での自己無撞着な全エネルギーは、密度混合スキームによって効果的に得られました。ジオメトリの最適化では、自己無撞着場（SCF）許容誤差の収束しきい値を1.0×10 ^-6 に設定しました。 eV /原子、原子にかかるすべての力は0.03 eV /Å未満に収束し、総応力テンソルは0.05 GPaのオーダーに減少し、最大イオン変位は0.001Å以内でした。セルパラメータと構造の原子配位は、Broyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno（BFGS）最小化アルゴリズムを使用して最適化されました。

結果と考察

酸は飽和AlCl ₃ の間にハロイサイトの構造に損傷を与える可能性があるため、ドーピングを成功させるには、形態の完全性が重要です。 ソリューションはしません。 HNTとLa-HNTのTEM画像を図1に示します。HNTは、長さが0.7〜1.5μm、外径が50〜75 nm、内径が10〜30 nmの多層管状構造を示しています（図1）。 1a）。 Laドーピング後、典型的な管状形態は4.2％のLa含有量で維持されています（図1b）。酸処理されたHNTの場合、典型的な管状の形態も保持されましたが（追加ファイル1：図S1a）、アモルファスです。

a のTEM画像 HNTと b La-HNTサンプル

HNTの構造は、Al原子の代わりに使用されるLa原子のサイズが大きいため、ドーピングの影響を受ける可能性があります。 La-HNTの場合、ハロイサイト（JCPDSカード番号29-1487）の特性データを図2aおよび追加ファイル1：表S1で確認できます。これは、La-HNTの結晶相が残っていることを示しています。 La-HNTの最初のピークのわずかなシフトは、Al原子がより大きなサイズのLa原子に置き換わったことに起因します。これにより、（001）ラメラ間の間隔が拡大します。ただし、酸処理したHNTの場合は22°を中心とするブロードなピークしかありません（追加ファイル1：図S1b）。これは、アモルファスシリカがあることを示しています。 HNTとLa-HNTのFTIRスペクトルを図2bに示し、各振動ピークの相対的な割り当てを追加ファイル1：表S2に示します。 HNTの場合、これらの割り当ては以前の文献[37,38,39,40]に基づいています。 La-HNTの場合、909 cm ^-1 での内部Al–OH基のO–H変形振動 553 cm ^-1 でのAl–O四面体シートのAl–OSi変形振動 915および544cm ^-1 にシフト 、 それぞれ。ただし、ハロイサイトのギブサイト八面体シートは完全に破壊され、酸処理されたHNTのAl–O伸縮バンドは消えます（追加ファイル1：図S1c）。これらの観察結果はすべて、HNTの構造へのLaドーピングの成功と、Laドーピングの影響を受けたHNT構造の変化を証明しています。 ²⁷ HNTおよびLa-HNTサンプルのAlCP / MASNMRスペクトルを図2cに示します。 -3 ppmの共鳴信号は、6配位のAlに割り当てられます。 64 ppmの共鳴信号は、Laドーピング後に4配位のAlが58 ppmにシフトしたことに起因し、Al原子の環境がLaドーピングの影響を受けたことを示しています。ただし、酸処理されたHNTには、-111.32、-101.70、および-91.71 ppmの3つのピークがあり、Si（OSi） ₄ として識別されます。 、Si（OSi） ₃ OH、およびSi（OSi） ₂ （OH） ₂ （追加ファイル1：図S1d）、それぞれ。 HNTとLa-HNTの窒素収着等温線を図2dに示し、相対データを追加ファイル1：表S3にまとめています。 S _BET 、細孔容積、およびLa-HNTの平均細孔径は59 m ² です。 / g、0.37 cm ³ / g、25nmです。 S _BET La-HNTの細孔容積値はHNTのそれよりも低い（82 m ² / g、0.41 cm ³ / g）、平均細孔径（25 nm）はHNT（20 nm）よりも大きくなっています。ただし、S _BET 酸処理されたHNTの値と細孔容積はHNTの3倍です（追加ファイル1：図S1e）。これらの結果はすべて、S _BET が与えられた場合、LaドーピングがHNTの構造に影響を与えることを示しています。 La-HNTの場合はHNTの場合よりも低く、総細孔容積が減少します。減少したS _BET XRDおよびFTIR分析と一致して、細孔容積はハロイサイト層が崩壊した部分に割り当てられ、細孔サイズの増加はAl原子がLa原子に置き換わったことに関連している可能性があります[18]。したがって、La-HNTは、ハロイサイトの化学的および構造的性能を変化させることによって優れたサポートとして機能し、HNTベースの触媒ナノコンポジット材料の触媒活性の向上に寄与する可能性があると推測されます。

a XRDパターン、 b FTIRスペクトル、 c ²⁷ Al NMRスペクトル、および d HNTおよびLa-HNTサンプルの窒素吸着-脱着等温線

Laドーピングの効果を確認するために、CdSナノ粒子をLa-HNTおよびHNTの表面に堆積させました。図3a〜c、eは、HNTとLa-HNTの表面が、厚さ約5nmの連続した高密度で均一なCdSナノ粒子層で十分に覆われていることを明確に示しています。ただし、CdS / La-HNTサンプルではLa元素は検出されていません（図3eの挿入図）。 CdS / La-HNTのLa元素の消失は、CdSナノ粒子層のシェルターと関連する低La元素に起因する可能性があります。 CdS / La-HNTに対するCdS / HNTのCdSの比率は11wt。％です。図3d、fは、ホストの表面にコーティングされたCdSナノ粒子の層の典型的なHRTEM画像を示しています。これは、Scherrerの式（追加ファイル1：図S2）によって計算された5nmの粒子サイズに対応する直径5nmです。

a のSEMおよびTEM画像 、 c 、 d CdS / HNTおよび b 、 e 、 f CdS / La-HNTサンプル

HNT、La-HNT、CdS / HNT、およびCdS / La-HNT複合材料の光学特性は、UV-vis拡散反射分光法によって特徴付けられます（図4a）。 CdS / HNTとCdS / La-HNTの吸収端はそれぞれ554nmと562nmであり、CdS / La-HNTは可視光領域でCdS / HNTよりも強い吸収強度を示します。 La-HNT複合材料は、UV領域での吸収を示さず、吸収特性は、可視光領域での広い吸収という点でHNTと同様です。得られたままの E _g CdS / HNTとCdS / La-HNTの値はそれぞれ2.31と2.25eVです。水分解に対するLa-HNTの触媒性能を評価して、ドーピングプロセスと対応する微細構造の変化が巨視的特性にどのように影響するかを明らかにしました。光触媒H ₂ CdS / HNTおよびCdS / La-HNTの進化（図4b）は、SO ₃ を含む水溶液で行われました。 ^2- およびS ^2- シミュレートされた太陽光照射下での犠牲試薬としてのイオン[41,42,43]。結果は、光触媒H ₂ CdS / La-HNT（47.5μmol/ h）の速度は、同じ反応条件（追加ファイル1：表S4）、およびCdS / La-HNTとCdS /の下でCdS / HNT（26.0μmol/ h）の速度よりも高くなっています。 HNTは、以前に報告された文献[43–45]からのCdSベースの光触媒のほとんどよりも高い水素化率を示しています。より高い光触媒H ₂ 速度はLaドーピングに由来し、CdS / HNTおよびCdS / La-HNTの過渡光電流応答を図4cで測定しました。光電流は照明下で急速に高い値に上昇し、光がオフになると光電流はほぼゼロに減少することがはっきりとわかります。結果は、CdS / La-HNTの光電流強度がCdS / HNTの光電流強度よりも高いことを示しており、電荷キャリアのより効率的な分離がLaドーピングの影響を受けたことを示しています。

a UV-visスペクトル、 b 光触媒水素曲線、 c 過渡光電流応答、 d ナイキストインピーダンスプロット、 e PLスペクトル、および f CdS / HNTおよびCdS / La-HNTサンプルの対応する触媒概略図

電荷移動とイオン輸送を調べるために、電気化学インピーダンス分光法（EIS）を使用し[2]、CdS / HNTとCdS / La-HNTのインピーダンス挙動を図4dで測定しました。ナイキスト線図は、高周波レベルでの電気化学的プロセスによって発生した半円を示し、その後に電解質と活物質の拡散抵抗を示す線が続きます。電気化学反応の可逆性と密接に関連する半円の閉じ込められた電荷移動抵抗。 CdS / La-HNTはCdS / HNTのアークよりも小さいアークを示し、LaドーピングがCdS / La-HNTよりも効率的な電荷移動につながったことを示しています。

CdS / HNTと比較してCdS / La-HNTの半円半径が小さいことから、CdS / La-HNTナノコンポジットの電荷移動抵抗が小さく、電気化学的抵抗が良好であることがわかりました。 Laドーピングの効果は、フォトルミネッセンス（PL）発光スペクトル（図4e）によっても確認されます。PL強度が低いほど、光生成された電子正孔分離の効率が高くなります。

ここでは、HNTの表面構造を調査し、Laドーピングの影響を受けたAl原子の環境をさらに確認します。 HNTおよびLa-HNTのXPSスペクトルの全範囲を図5aに示し、相対原子濃度を追加ファイル1：表S5に示します。 SiおよびAl元素はHNTおよびLa-HNTで検出されますが、La元素はLa-HNTでのみ検出されます。 La-HNTのAl / Siの濃度比は0.62であり、HNTの濃度（0.88）よりも低くなっています。これは、Al原子がLa原子に置き換わったためと考えられます。酸処理されたHNTの場合、Si 2 p のみ およびO1 s アルミナシートの除去により検出されます（追加ファイル1：図S1f）。図5bは、La 3 d を示しています。 スペクトル、およびそれらのピーク位置は835.7 eV（La 3 d _5/2 ）、839.0 eV（La 3 d _5/2 ）、852.3 eV（La 3 d _3/2 ）、および855.9 eV（La 3 d _3/2 ）、 それぞれ。図5c、dは、Al 2 p を示しています。 およびSi2 p スペクトルとそのピーク位置は、それぞれ74.8 eV（Al–OH）、74.3 eV（Al–O）、103.3 eV（Si–OH）、および102.7 eV（Si–O）で観察されます。注目すべきことに、Al–OHとA​​l–OSiのAl原子の結合エネルギー（BE）値は、それぞれ75.1と74.6 eVにシフトしましたが、Si原子のBE値の位置は変化していません。したがって、上記のすべての結果は、La原子がAl–OシートのAl原子の一部を置き換え、Al原子の環境が影響を受けていることを確認しています。

a フルレンジ、 b La3d、 c Al2pおよび d HNTおよびLa-HNTサンプルのSi2pXPSスペクトル

HNT構造へのLaドーピングの特性と、Al–OシートからのAl原子の置換部分に基づいて、置換原子ドーピングモデルが次のように提案されました（図6）。 HNTの各層は、Si四面体シートとAl八面体シートで構成されています。結合力が強いため、ユニットセル間の距離が変化しにくく、水分子が入りません。したがって、ハロイサイトは低活性アルミノケイ酸塩鉱物として識別されています。初期段階では、典型的な飽和AlCl ₃ 無水AlCl ₃ のため、溶液が選択されました は強力なルイス酸であり、AlO ₂ などのルイス酸ベースの付加物を水と形成することができます。 ^2- 、HCl、およびH ₃ O ⁺ 。エッチングは、ハロイサイトの構造でアルミナと相互作用するルイス酸ベースの付加物によって始まり、反応範囲はAl ³⁺ の濃度とともに上昇します。 増加しています。 Al ³⁺ の濃度として すでに飽和状態になっていると、ハロイサイトの表面近くに抑制層が形成されます。この状況では、陽イオン置換が抑制層で発生する可能性があります。 La ³⁺ Al ³⁺ に続くイオン 飽和溶液は、イオン飽和溶液保存の濃度の原理に従って、抑制層内のハロイサイトからの可溶性アルミニウム原子で置換されます。次に、形成された置換原子ドーピングとLaドープハロイサイト複合材料の動的平衡が達成されます。 La ³⁺ の半径のため、プロセスでのオートクレーブの使用は、ドーピングプロセスを強制することでした。 イオンはAl ³⁺ よりも大きい 。結晶の形状と表面構造はドーピングによって明らかに変化する可能性があり、サポーターの化学的および構造的性能が向上します。これにより、ナノ粒子の負荷が継続的に均一になり、触媒ナノコンポジット材料の触媒活性が向上します。

HNTへのLaドーピングの提案されたメカニズム

ドーピングメカニズムの合理性とLaドーピングの効果をさらに調査するために、第一原理密度汎関数理論（DFT）計算が実行されました。 HNTの構造モデルは結晶近似を使用してシミュレートされ、La-HNTはハロイサイトのAl原子をLa原子に置き換えることによって構築されます。カオリナイト構造を用いたHNTの構造をシミュレートし（図7a、b）、バルクハロイサイトから2つのAl–O–Si層の厚さの2×1層構造を劈開して表面構造を構築します。 15Åの真空スペースが使用されます。 La-HNTは、ハロイサイトのAlシートの1つのAlをLa原子に置き換えるか、La（OH） ₃ を追加することによって構築されます。 ハロイサイト表面（図7c、d）。 Al–O結合（Al _s –O）およびプレーナー層に垂直なSi–O結合（Si _ps HNT表面の–O）は、HNTバルク構造（追加ファイル1：図S3）と比較してわずかに増加しています。つまり、それぞれ0.05〜0.10および0.02〜0.03Åです。同時に、プレーナー層のSi–O結合（Si _is –o）減少しました。さらに、HNT表面のO–H結合分布は、表面効果により広がります。 Laドープの場合、Al _s の収縮 –OおよびSi _ps –O結合、およびSi _is の拡張 –O結合は、代わりにLa-HNT表面の原子構造緩和後に発生します（追加ファイル1：図S3）。 Laの周りの局所構造は、6つのLa–O結合がAl–O結合よりもはるかに長い結合長（約2.3–2.5Å）を持っていることを示しています。これにより、Laドーピングサイトの周りのスペースが増加します（追加ファイル1：図S4a）。特に、Hとの3つの表面OH結合の伸長は、La（OH） ₃ のO原子に直接向かいます。 （H _La ）La-HNT表面のLa原子の周りに3つの反応性表面OH基を誘導します。

a の幾何学的構造 側面図と b HNTの上面図、および c 側面図と d La-HNTの上面図

La-HNTのLa原子の計算されたマリケン電荷は1.83e（図7d）であり、これはバランス状態+3に対応します。 PDOSの結果は、元のHNTのバンドギャップが5.2 eVであることを示しており、フェルミ準位付近のバランスバンドは主にO 2 p で構成されています。 伝導帯最小（CBM）が主にH 1 s によって混合されている間の状態 、Si 3 s 3 p 、および部分的にO 2 p 、Al 3 s 3p状態（追加ファイル1：図S4b）。 HNT表面でのLaのサポートにより、La 5 d が導入されます CBMの状態（図8a、紫色）、および5 d の反応性Laドーパント z ² 軌道はドナー型不純物として確認されています。一方、La周辺の3つのOH基は、最大バランスバンド（VBM）で孤立電子対電子（図8a、黄色と緑色）を供給しているため、表面吸収能力が向上します。 La-HNT界面周辺の電荷密度の違いは、Laドーピング後にHNT表面の周囲のAl原子からLaドーパントへの電荷移動があることを示しています（図8b）。 Laドーパントは、HNT表面とCdSのような機能性ナノ粒子との間の電荷移動ブリッジとして機能する可能性があり、したがって、光触媒水素発生速度が向上すると想定されます。したがって、実験とシミュレーションの適合性により、シミュレーションモデルと置換型原子ドーピングモデルの合理性が検証されました。

a La-HNT表面のPDOS結果。 b 点線で指定された平面に沿ってプロットされたLa-HNT界面の電荷密度差 図7cの下のパネルに示されています。 青 充電の枯渇と赤に対応します ゲインを充電します。等値面は[-0.08、0.08]（e /Å ³ の範囲で表示されます ）。一定の電荷密度の等高線は、0.005eV /Å ³ で分離されています。

結論

要約すると、天然のハロイサイトナノチューブはLa原子によってうまくドープされています。 HNTの構造へのLaドーピングは、結晶形状と明らかな表面構造の変化をもたらし、CdSローディングの連続的な均一性をもたらし、ナノ触媒複合材料の触媒活性を変化させ、その結果、光触媒水素発生速度が向上します。 CdS / La-HNTとCdS / HNTの光触媒水素発生のコントラストは、Laドーピングの高効率を裏付けています。この結果は非常に有望であり、ドーピング技術を他のアルミノケイ酸塩鉱物および対応する機能性材料の設計に拡張するために非常に適用可能であるはずです。