镧系元素掺杂纳米TiO2在光催化的应用
《2024年多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料制备及其作用机制的研究》范文
《多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料制备及其作用机制的研究》篇一一、引言随着科技的发展和人们生活水平的提高，对材料性能的要求也日益提高。
在众多材料中，TiO2纳米材料因其独特的物理化学性质，如高光催化活性、良好的生物相容性等，在防污抗菌领域具有广泛的应用前景。
近年来，多元素掺杂的TiO2纳米材料因其优异的性能更是备受关注。
本文旨在研究多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料的制备方法及其作用机制，为相关领域的研究和应用提供理论依据。
二、多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料的制备1. 材料选择与准备本研究所选用的主要材料为钛源、掺杂元素源以及表面活性剂等。
其中，钛源选择四氯化钛，掺杂元素选择氮、铁、镧等元素。
在实验前，需对所有材料进行充分的预处理和净化，以保证制备过程中材料的纯度和活性。
2. 制备方法本实验采用溶胶-凝胶法结合高温煅烧法制备多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料。
具体步骤包括：将钛源和掺杂元素源按照一定比例混合，加入适量的表面活性剂，在一定的温度和pH值下进行溶胶-凝胶反应，形成凝胶。
然后将凝胶在高温下进行煅烧，得到多元素掺杂的TiO2纳米材料。
三、材料表征与性能测试1. 材料表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对制备的多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料进行表征，分析其晶体结构、形貌和粒径等。
2. 性能测试通过光催化实验、抗菌实验等方法测试多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料的性能。
光催化实验主要考察材料在光照下的光催化活性；抗菌实验则通过测定材料对不同菌种的抑菌率来评价其抗菌性能。
四、作用机制研究多元素掺杂的TiO2纳米防污抗菌材料的作用机制主要包括光催化作用和抗菌作用。
光催化作用是指材料在光照下产生光生电子和空穴，这些活性物种具有强氧化性，能与有机污染物发生反应，将其分解为无害物质。
抗菌作用则是通过破坏菌体的细胞结构，抑制其生长和繁殖。
多元素掺杂可以改善TiO2的晶体结构，提高其光吸收能力和光生载流子的分离效率，从而增强其光催化和抗菌性能。
《多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料制备及其作用机制的研究》范文
《多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料制备及其作用机制的研究》篇一一、引言随着科技的进步与人们对生活品质要求的提高，防污抗菌材料成为了当今材料科学研究领域中的热门话题。
作为重要的防污抗菌材料之一，TiO2纳米材料因其在光照下能够催化产生具有强氧化还原性的自由基，在自清洁、抗菌及光催化等领域得到了广泛的应用。
本文着重研究了多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料的制备工艺及其作用机制，为进一步开发高性能的防污抗菌材料提供理论依据。
二、多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料的制备1. 材料选择与掺杂元素设计TiO2作为主体材料，我们选择了具有高活性的锐钛矿型。
同时，为了提升其性能，我们选择了多种元素进行掺杂，如氮（N）、碳（C）、铁（Fe）等。
这些元素的掺杂能够改变TiO2的电子结构，从而提高其光催化活性及防污抗菌性能。
2. 制备工艺采用溶胶-凝胶法结合高温煅烧工艺进行制备。
首先，将选定的掺杂元素与TiO2前驱体混合，形成均匀的溶胶。
然后，通过控制温度和湿度等条件，使溶胶凝胶化。
最后，在高温下进行煅烧，得到多元素掺杂的TiO2纳米材料。
三、多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料的作用机制1. 光催化机制多元素掺杂的TiO2纳米材料在光照下，能够吸收光能并激发出电子-空穴对。
这些电子和空穴能够与吸附在材料表面的氧气和水反应，生成具有强氧化性的羟基自由基（·OH）和超氧自由基（·O2-），这些自由基具有强大的氧化能力，能够将有机物和细菌分解为无害的成分。
2. 防污机制由于TiO2纳米材料具有优异的光催化性能，能够有效地分解吸附在表面的污渍和油脂。
同时，其表面具有亲水性，能够有效地防止水滴和油滴的附着，从而达到防污的效果。
3. 抗菌机制多元素掺杂的TiO2纳米材料对细菌具有强烈的杀灭作用。
一方面，其光催化产生的自由基能够破坏细菌的细胞膜和细胞内的重要结构，导致细菌死亡。
另一方面，其表面具有微小的凹槽和凸起，可以破坏细菌的生物膜结构，进一步增强其抗菌效果。
《2024年纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究》范文
《纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究》篇一一、引言随着环境问题的日益严重，光催化技术作为一种新型的环保技术，已经引起了广泛的关注。
纳米TiO2光催化剂作为光催化技术中的核心组成部分，具有高效、稳定、无毒等优点，被广泛应用于废水处理、空气净化、太阳能电池等领域。
本文将重点介绍纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究。
二、纳米TiO2光催化剂的制备1. 物理法物理法主要包括气相法和真空蒸发法等。
气相法是通过将TiO2原料加热至高温，使其在气体状态下凝聚成纳米粒子。
真空蒸发法则是将TiO2原料在真空环境下加热蒸发，然后在冷却过程中形成纳米粒子。
这两种方法虽然可以制备出纯度高、粒径分布窄的纳米TiO2，但设备成本较高，不适合大规模生产。
2. 化学法化学法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。
其中，溶胶-凝胶法是制备纳米TiO2最常用的方法之一。
该方法通过将Ti的前驱体溶解在溶剂中，经过水解、缩合等反应形成溶胶，再通过干燥、煅烧等过程得到纳米TiO2。
该方法设备简单、操作方便，适合大规模生产。
三、纳米TiO2光催化剂的改性为了提高纳米TiO2光催化剂的光催化性能，人们对其进行了各种改性研究。
常见的改性方法包括贵金属沉积、非金属元素掺杂、半导体复合等。
1. 贵金属沉积贵金属如Pt、Ag等可以沉积在纳米TiO2表面，形成肖特基势垒，能够有效地捕获光生电子，抑制电子-空穴对的复合，从而提高光催化性能。
2. 非金属元素掺杂非金属元素如N、C、S等可以掺杂到纳米TiO2晶格中，使其吸收可见光的能力增强，拓宽了光谱响应范围。
同时，掺杂还能够影响晶格缺陷，提高载流子的迁移率，从而提高光催化性能。
3. 半导体复合通过将纳米TiO2与其他半导体材料进行复合，可以形成异质结，提高光生电子和空穴的分离效率。
常见的复合材料包括CdS、ZnO等。
此外，还可以通过形成核壳结构等方式进一步提高光催化剂的稳定性。
四、纳米TiO2光催化剂的应用研究纳米TiO2光催化剂在环保领域具有广泛的应用前景。
La掺杂纳米TiO2的制备及其节能灯光催化性能研究
２ 实验部 分
降解率的计算方法 ：
收稿 日 ：０ ９ １— ４ 期 ２０—１０ 基金项 目： 廊坊师范学院科研基金资助项 目（ ： Ｓ Ｑ ０ ９２ 编号 Ｌ Ｚ ２０ ０ ） 通讯联系人 ： 李桂花 ， — ａ ： ｕ ｕ ＿ ０ ２ ６ ． ｍ Ｅ ｍ ｉｌ ｉ ａ ２０ ＠１ ３ ｏ ｌｉ ｈ ｇ ｃ
烧杯 中， 加入适量催化剂 ， 避光放置 １ 小时 ， ２ 使其达 到 吸 附平衡 。加入 少 量 ＨＣ 和 Ｎａ Ｈ溶 液调 节溶 液 １ Ｏ 的ｐ Ｈ值为 ５ ３ ２ 节能灯照射 ， ． ，６ ３ ｗ 灯距液面 １ ２ ｍ， ｃ
磁力搅拌器加热搅拌 ， 水浴控制反应温度 ， 反应 ４ 。 ｈ 定时取 出少量试液 ， 离心沉降 ， 测定上层清液的吸光
图 ２ 反 应 温 度 对 光 催化 性 能 的影 响
Ｆ ｇ ２ Ｅ ｅ ｔｏ ｅ ｃ ｉ ｎ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｔ ｅ ｉ ． ｆ ｃ ｆｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｅ ａ ｕ ｅ ｏ ｈ ｐ ｏ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｅｒ ｒ ａ ｃ ｈ ｔ ｃ ｔ ｌｔ ｐ ｆ ｍ ｎ ｅ ｃ ｏ
第 ３ 卷第 １ １ 期 ２ １ 年 ３月 ００
《 ， ＣＥＲＡＭ Ｉ 陶瓷学报》 ＣＳ Ｊ ＯＵＲＮＡＩ ＯＦ
ＶＯ． １ Ｎｏ１ １３ ． ．
Ｍ ２ ０ ０１
文章编号 ：００ ２ ７ （０ ０ ０ — ０ ０ ０ １０ － ２ ８ ２ １ ）１ ０ ５ － ４
Ｌ ａ掺 杂纳 米 ＴＯ２ ｉ 的制备 及其 节能灯 光 催 化性 能 研究
李 桂 花
（ 廊坊师范学院化学与材料科学学院， 廊坊 ：６０ ０ ０ ５０ ）
摘 要
采用溶胶 一凝胶法制备 了 Ｌ 掺杂的纳米 ＴＯ 光催化 剂并对其进 行了 Ｘ Ｄ物相分析。 ａ ｉ。 Ｒ 以节能灯为光源 ， 了催化剂组成 、 考察 催化 剂加入量 、 反应温度等对其光催化降解亚 甲基蓝性能的影响 。 结果表明 ： ａ Ｌ 的掺杂能 明显提高纳米 ＴＯ 在节能灯照射下的光 ｉ。
稀土元素(镧、铈)掺杂tio2复合材料的制备及其光催化性和抑菌性的研究
Vol. 49 No. 1January ,2020第49卷第1期2020年1月人工晶体学报JOURNAL 0F SYNTHETIC CRYSTALS 稀土元素(爾、肺)掺杂Ti()2复合材料的制备及其光催化性和抑菌性的研究陈霞，陆改玲，计晶晶，赵石磊，周淒(内蒙古科技大学包头医学院，包头014060)摘要:以钛酸丁酯(C 16H 36O 4 Ti)、蒸憎水、无水乙醇、冰乙酸、氧化镯(La 2O 3)和氧化W(CeO 2)为原料，采用溶胶-凝胶 法制备了纳米TiO 2和稀土元素掺杂的TiO 2复合材料。
利用X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、ICP-OES 等离子体发射 光谱元素分析、紫外-可见光谱仪和培养基扩散法对样品进行了表征和性能研究。
实验结果表明:本实验成功制备了 锐钛矿晶型的Ti 。
？粉末和钢掺杂的二氧化钛粉末(La/Ti()2),因氧化鋪微溶于酸,没有溶解到溶液中,Ce 基本没有掺 入到二氧化钛中，所制备的粉末主要是锐钛矿型二氧化钛和氧化钵的混合物，对Ti 。
？的性能基本没有影响。
La/TiO 2 粉末中La 元素的含量为& 24%，在300 min 内La/TiO 2光催化罗丹明B 溶液的脱色率提高达到91.2%，对金黄色葡 萄球菌有良好的抑制作用。
关键词:掺杂(La , Ce )的TiO 2复合材料;La/TiO 2 ;溶胶-凝胶法;光催化性;抑菌性中图分类号:TQ134.1 + 1 文献标识码:A 文章编号:1000-985X( 2020) 01 -0062-05Photocatalytic and Antibacterial Activity of Rare Earth Element(La, Ce) Doped TiO 2 CompositeCHEN Xia, LU Gailing, JI Jingjing, ZHAO Shilei, ZHOU Yun(Baotou Medical College , Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014060, China)Abstract :Using C 16H 3604Ti , H 20, CH 3COOH , C 2H 60, 03 and CeO 2 as raw materials. The nanostructure TiO 2 and rare earth element (La, Ce) doped TiO 2 composite were prepared by sol-gel method. The Performance and property of samples were studied by X-ray diffractometer , scanning electron microscope , ICP-OES , UV-Vis spectrometer and Medium diffusion. The result of experiment show that the experiment prepared to anatase crystal type of TiO 2 powder and La/TiO 2 powder, because cerium oxide slightly soluble in sour, doesn * t dissolve in solution. Ce is basically not mixed into titanium dioxide. The powder main of anatase type TiO 2 and the compound of cerium oxides , no effect on the performance of TiO 2. In the La/TiO powder has 8.24% La element. The 300 min La/TiO 2 photocatalytic rhodamine B solution f s decolourization ratio increase to 91.2% f it has good inhibitory effect on staphylococcus aureus.Key words :earth element ( La, Ce) doped TiO 2 composite ； La/TiO 2 ； sol-gel method ； photocatalysis ； antibacterial activity 0引 言随着人们生活水平的提高，对日用品、环保、医疗、食品包装、水处理等的抑菌性有了较高的要求。
铁、镧掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究的开题报告
铁、镧掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究的开
题报告
题目：
铁、镧掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究
研究背景及意义：
纳米TiO2是一种应用广泛的光催化材料，具有较高的催化活性和化学稳定性，在环境治理、抗菌等方面具有重要的应用价值。
然而，纯TiO2的光催化性能受限于其带隙能，且易产生电子-空穴的复合，从而影响了其催化效率。
因此，通过掺杂铁、镧等元素，可以改善TiO2的催化性能，提高其光吸收能力和电子传递效率，进而提高其催化性能。
研究内容：
本文拟采用溶胶-凝胶法制备掺杂铁、镧的纳米TiO2材料，并对其进行物理化学性质表征：包括晶体结构、晶格参数、表面形貌、元素组成等。
同时，采用紫外可见吸收光谱、热重分析、X射线光电子能谱、荧光光谱等技术，对掺杂元素对纳米TiO2光学、电学、热学等性质的影响进行研究。
最后，考察掺杂铁、镧对纳米TiO2的光催化性能的影响，评估其在环境污染治理等领域的应用潜力。
研究方法：
本文采用溶胶-凝胶法，以钛酸四丁酯、铁离子、镧离子为原料，乙酰丙酮和异丙醇为溶剂和络合剂，通过控制反应条件，制备掺杂铁、镧的纳米TiO2。
使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等表征仪器对其进行表征，并对其光催化性能进行评估。
预期成果：
本研究预计可以制备出掺杂铁、镧的纳米TiO2材料，综合表征其物理化学性质，并评价其在光催化领域的应用潜力。
通过本研究可以为纳
米TiO2的改性和应用提供参考，促进其在环境治理等领域的推广和应用。
稀土镧掺杂二氧化钛的光催化特性
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掺镧纳米TiO_2的制备及其对光催化性能的研究
掺镧纳米TiO_2的制备及其对光催化性能的研究
何开棘;张圣军;丁慧;王开明
【期刊名称】《鞍山科技大学学报》
【年(卷),期】2007(30)1
【摘要】采用特殊液相沉淀法制备了掺杂纳米TiO2粉体,用XRD和TEM对其进
行表征。
用它做催化剂在日光作用下对亚甲基蓝进行了光催化实验,研究了掺杂量、焙烧温度及焙烧时间对光催化性能的影响,结果表明,掺镧纳米TiO2比纯TiO2光催化效果好。
在同等条件下,掺镧纳米TiO2对亚甲苯蓝的降解率最多要比纯TiO2提高30%左右。
其中掺镧2%的纳米TiO2在焙烧温度600℃,焙烧时间30 min时,
效果最佳。
【总页数】4页(P1-3)
【关键词】液相沉淀;纳米二氧化钛;光催化;掺杂
【作者】何开棘;张圣军;丁慧;王开明
【作者单位】辽宁科技大学纳米材料研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】O614.33
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镧系元素掺杂纳米TiO2在光催化的应用摘要总结了近年来镧系元素掺杂纳米TiO2光催化的研究现状，对其掺杂机理、制备方法(溶胶一凝胶法、沉淀法、浸渍法、水热法等)和影响TiO2光催化效率与光谱响应范围的因素，如掺杂金属离子的种类、浓度、焙烧温度等。
关键字纳米二氧化钛；金属离子掺杂；光催化TiO2是一种性能良好的光催化半导体材料，在一定能量的光照条件下，可将环境中许多有毒有机污染物氧化分解为CO 、H2O或简单的无机物，由于纳米TiO2由于具有活性高、稳定性好、比表面积大、、光吸收性能力强、表面活性大、热导性以及分散性能好等优良特性对人体无毒、成本低且在太阳能储存与利用、光化学转换、废水处理(有机污染物以及无机离子的降解)、空气净化以及杀菌、贵金属回收和防雾和自沽表面等方面的广泛应用而成为最具潜力的光催化剂。
但TiO2的电子和空穴容易发生复合，光催化效率低；带隙较宽(约3.2eV)只能在紫外区显示光化学活性，对太阳能的利用率小于10％。
因此，为了提高光催化剂的光谱响应范围和催化效率，人们采用了多种方法和手段以改善TiO2的这一性质缺陷。
常用的有：表面光敏化、半导体复合、贵金属沉积和金属离子掺杂等。
金属离子掺杂就是将一定量的杂质金属引入到TiO2的晶格中，从而引入缺陷位置或改变结晶度，影响电子与空穴的复合，提高光催化活性。
某些金属离子的掺入还可以扩展光吸收波长的范围，故可更有效地利用太阳能。
本人就镧系中金属元素掺杂TiO2的制备及其在光催化领域的研究现状进行简单总结。
1.掺杂TiO2反应机理[1]TiO2光催化的基本原理是：当用能量等于或大于其带隙能的光照射催化剂时，价带上的电子被激发，越过禁带进入导带，同时在价带上产生相应的空穴，即生成电子一空穴对。
电子和空穴分离后分别迁移至催化剂表面，能与吸附在表面上的物质发生氧化还原反应。
光生空穴具有很强的氧化能力，可使绝大多数有机物氧化，电子受体可以通过接受表面的电子而被还原。
金属离子掺杂通过捕获电子或空穴以及抑制电子-空穴对的复合速率影响TiO2的光催化活性。
掺杂离子与TiO2中光生电子和空穴的反应方程为：M n++e cb-—M(n-l)+ 电子捕获M n+ +h vb +—M (n+l)+空穴捕获当M n+ /M(n-l)+的能级低于TiO2的导带能级M n+ /M(n-l)+的能级高于TiO2的价带能级，反应才能发生。
由于杂质能级位于TiO2的禁带之中，导带上的电子和价带上的空穴可被杂质能级捕获，使电子和空穴分离，从而降低了电子一空穴对的复合几率，延长了载流子的寿命。
因此，既可捕获电子又可捕获空穴的掺杂离子将显示较高的光催化活性；同时，TiO2带隙中这种能级的引入，使能量较小的光子能激发掺杂能级上捕获的电子和空穴，使TiO2的吸收带边红移，拓展了光谱响应范围。
2.掺杂TiO2制备方法在合成掺杂镧系元素的纳米二氧化钛有关文献中都是运用溶胶凝胶技术进行合成。
这种方法是在用溶胶一凝胶法制备TiO2纳米粒子的过程中，加入金属离子的盐溶液，之后将形成的凝胶进行干燥烧结。
这种方法避免了以无机盐为原料的阴离子污染问题，不需要洗涤过滤，不产生大量废液，并且这种方法制备出的粒子尺寸小，金属粒子在TiO2中的分布均匀，能在实验室阶段大量生产。
缺点是制备过程中一般需要以有机钛为原料，成本较高，使其在工业生产上的应用受到限制。
近几年来，冷冻干燥法和超临界流体干燥法为溶胶一凝胶法注入了新的活力。
3.研究结果1.掺杂的金属对纳米二氧化钛的粒径影响根据文献，掺入镧系元素后，制备出的纳米材料的尺寸较不掺杂是较小。
蔡河山等[2]报道掺杂金属的存在改变了纳米二氧化钛的表面结构，使晶体表面散失垒升高，从而使粒子得不到正常生长。
张宗伟等[3]认为掺入的金属元素影响二氧化钛的溶胶凝胶转变或是影响了由无定形态向结晶态转变，或是影响了烧结过程。
2.掺杂的金属对纳米二氧化钛的相变作用有研究表明掺杂离子进入Ti02晶格形成稳定固溶体的能力主要取决于掺杂离子的半径和煅烧温度．当掺杂离子的半径大于或者小于Ti4+半径时，掺杂离子替代晶格离子都将引起晶格畸变，并积累一定的应变能，从而阻碍相变的发生。
井立强、蔡河山等[2-4]表明掺杂离子没有进入到Ti02晶格中并替代，可能是由于掺杂元素的半径比Ti4+的大得多。
同时没有出现新的物相，这可能说明掺杂离子是以小团簇形式的氧化物均匀地弥散在TiO2纳米粒子中，以至于在热处理过程中在锐钛矿微晶的周围可能易发生Ti一0一掺杂元素的键合，这些因素可能抑制了金红石相的成核与长大。
蔡河山等[2]认为掺杂Gd3+，它们容易在TiO2晶格表面发生氧化还原反应，然后通过扩散产生氧空缺或晶隙氧，从而抑制不同钛原子位问的相互作用阻止了锐钛矿相向金红石相间的相变。
张宗伟等[3]人在研究掺杂Tb中认为掺杂Tb后明显抑制了TiO2 由锐钛矿相向金红石相的转变，提高了TiO2的热稳定性。
纳米TiO2在500o C即出现了金红石相，700o C时已完全转变成金红石相，但Tb—TiO2在700o C时仍为锐钛矿相，对此有研究者认为这是由于Tb的熔点高于Ti，因此对相转变起到抑制作用。
3掺杂的金属对纳米二氧化钛的紫外吸收的影响以往的研究表明，在TiO2中掺杂稀土元素可以引起吸收带边的红移。
如陈俊涛等[6]研究了Sm、Dy、Lu掺杂的TiO2，发现其吸收光均发生红移，且随着掺杂浓度的提高其掺杂引起的红移变剧烈，其原因之一归结为Sm3+和Dy3+在紫外区域均有吸收谱线，当其吸收紫外光后可以通过电子转移将能量传递给二氧化钛引起其在紫外区域的吸收光红移。
Xiao等[7]研究发现，Ce的掺杂可使Ti02的吸收发生微小的红移，且随掺杂浓度的提高红移增强。
对于稀土元素Ho掺杂的研究少有报道，周艺等[8]研究了Ho掺杂纳米Ti02，发现Ho的掺杂可以提高其光催化性能，并把其原因归结为包覆在TiO2表面的稀土元素能够吸收较宽范围的光辐射并把能量传递给TiO2但对其UV—Vis吸收没有进行研究。
石建稳等[9]在研究结果发现稀土Ho的掺杂没有使TiO2的吸收带边发生红移，而是发生了微小的蓝移，可能是由Ho掺杂引起的晶粒细化，产生量子效应的结果。
杨武等[11]研究结果表明掺杂Pr的纳米二氧化钛后UV-Vis谱图发生明显的蓝移，约为22nm以上。
这是由于当二氧化钛纳米粒子粒径足够小(约10 nm)时，量子尺寸效应就十分明显，TiO2的有效带隙增加，相应的吸收光谱发生蓝移。
4.掺杂的金属对纳米二氧化钛光催化性能的影响向纳米二氧化钛中掺杂适量的镧系金属元素有助于光催化活性和光催化效率提高。
原因可能为半导体晶格中引入缺陷位置或改变晶格结构，影响了电子与空穴的复合或改变了半导体的激发波长从而改变了二氧化钛的光催化活性。
提高其活性原因一般认为有以下几个原因：掺杂可以形成捕获中心．价态高于Ti4+的金属离子捕获电子，低于Ti4+的金属捕获空穴抑制e-／h-复合；掺杂可以形成掺杂能级。
使能量较小的光子能激发掺杂能级上捕获的电子，从而提高光子利用率；掺杂可以导致载流子的扩散长度增加，从而延长电子和空穴寿命，抑制了e -／h-复合；掺杂可以造成晶格缺陷，有利于形成更多的Ti3+氧化中心。
除此之外，实验条件对光催化性能的影响有很大影响，如催化剂用量，烧结温度，掺杂量等对催化剂催化活性的影响。
例如钐离子掺杂有利于TiO2光催化剂的活性提高，其中1.5%为最佳掺杂比例。
当掺杂量太高，电子和空穴的复合率增大，因而光催化活性下降。
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