研究目的
通过比较两种不同合成路线获得的纯相β-TaON变体，研究合成条件对氮氧化钽结构和光催化性能的影响。
研究成果
合成条件显著影响β-TaON的微观结构，应变样品因晶格缺陷作为载流子陷阱而表现出降低的光催化和光电化学活性。高结晶度和最小化缺陷对于水分解应用中的最佳性能至关重要。
研究不足
该研究仅限于β-TaON材料，可能无法推广至其他材料。合成条件具有特定性，引入的缺陷可能随规模或其他参数而变化。光催化性能可能受到未完全控制的因素影响，例如杂质水平或电极制备的一致性。
1：实验设计与方法选择：
本研究比较了两种β-TaON合成路线，涉及在受控条件下对Ta2O5进行氨解反应，随后通过X射线衍射、中子衍射、高分辨透射电镜进行结构表征，并采用光化学与光电化学方法进行催化测试。
2：样品选择与数据来源：
样品以Ta2O5为前驱体合成，在不同温度与气体流量条件下制备出未应变与应变两种β-TaON变体。
3：实验设备与材料清单：
设备包括管式炉、质量流量控制器、X射线衍射仪（帕纳科X'Pert PRO）、中子衍射仪（SPODI）、扫描电镜（日立SU8030）、透射电镜（FEI Titan 80-300）、紫外可见分光光度计（JASCO V670）、质谱仪（普发QMS200 OmniStar）、电化学工作站（Bio-Logic SP-150）及氙灯（肖特KL 1500）。材料包含Ta2O5、氨气、氧气、硝酸银、氧化镧、五氯化钽、FTO玻璃及CoPi催化剂。
4：0）、透射电镜（FEI Titan 80-300）、紫外可见分光光度计（JASCO V670）、质谱仪（普发QMS200 OmniStar）、电化学工作站（Bio-Logic SP-150）及氙灯（肖特KL 1500）。材料包含Ta2O氨气、氧气、硝酸银、氧化镧、五氯化钽、FTO玻璃及CoPi催化剂。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：合成过程包括在氨气与氧气流中加热Ta2O5后冷却。表征手段涵盖XRD Rietveld精修、中子衍射、透射电镜成像、紫外可见光谱分析，以及在批式反应器与光照电化学池中的催化测试。
5：数据分析方法：
采用FullProf软件包进行结构精修，Kubelka-Munk函数分析光学特性，瞬态分析法研究光电化学动力学。
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获取完整内容-
X-ray diffractometer
X'Pert PRO
Panalytical
Used for X-ray powder diffraction measurements to characterize the crystal structure of β-TaON samples.
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SEM
SU8030
Hitachi
Used for scanning electron microscopy to characterize the morphology of TaON powders and electrodes.
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TEM
Titan 80-300
FEI
Used for high-resolution transmission electron microscopy to image lattice defects in β-TaON samples.
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UV/Vis spectrometer
V670
JASCO
Used for diffuse reflectance spectroscopy to measure optical band gaps of powder samples.
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Xe lamp
KL 1500 electronics
SCHOTT
Used as a light source for photocatalytic and photoelectrochemical experiments.
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Hot gas extraction analyzer
TC-300/EF-300
LECO
Used for determining nitrogen and oxygen contents in samples.
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Neutron diffractometer
SPODI
Forschungs-Neutronenquelle Heinz-Maier-Leibnitz
Used for neutron powder diffraction to investigate anion ordering in β-TaON samples.
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Mass spectrometer
QMS200 OmniStar
Pfeiffer
Used for gas analysis in photocatalytic water oxidation tests to measure oxygen evolution.
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Potentiostat
SP-150
Biologic
Used for controlling electrode potential in photoelectrochemical measurements.
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Mass flow controller
Brooks Instruments
Used to adjust flow rates of reaction gases during synthesis.
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