Au改性纳米TiO2材料对NPE10光催化降解的活性
纳米TiO2光催化材料的改性研究
＊ 收 稿 日期 ： ０ ０ ７ ６ ２ １ —０ —２
作 者 简 介 ： 爱玲 （９ ６ ） 女 ， 东青 岛人 ， 坊 学 院机 电工 程 学 院 副教 授 。 孙 １６一 ， 山 潍
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溶 液 ， 剧 搅 拌 ～‘ 其 缓 慢 滴 人 Ａ 溶 液 在 Ｆ 牦
得 淡 黄 色 透 明 溶 液 ， 置 ４ ｈ得 凝 胶 ， 所 得 凝 胶 在 ６ ℃ 干 放 ８ 将 Ｏ
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１ ０ ｍ 区间的 光谱 扫描 ， ９ｎ 发现 Ｆ 掺 杂提 高 了 Ｔ Ｏ ｅ ｉ 对 紫外 光的 吸收 强度 ， 并且提 高 了其 对可 见光 的响应
强度 ， 其 光谱 影响 范 围发 生 了一 定程度 的 红移 ， 而提 高 了材料 的 光催化 性 能。 使 从
关 键 词 ： 米 Ｔｉ ２ 光 催 化 反 应 溶 胶 一 凝 胶 法 ； 性 纳 Ｏ ； 改 中 图 分 类 号 ： Ｇ１ ６ １ Ｔ ４ ． 文件标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １ ２ ８ ２ １ ） ６ ０ ９ ０ １ ７ —４ ８ （ ０ ０ ０ —０ ０ — ４
使粒 径变 大 。因而制 备 均匀 、 分 散 的纳米 二氧化 钛粒 子并 改 善其光 催化 氧化 性能 是一 项 既有 理论 意义 ， 单 又有 实际应 用 价值 的工作 。
本 文 旨在用 溶胶 一凝 胶法 在室 温下 制备 纳米 二 氧 化钛 粉 末 和 掺铁 的纳 米二 氧 化钛 粉 末 ， 其 结构 和 对 光催 化性 能进行 研究 ， 以期 获得 具有 最佳 光催 化性 能 的掺铁 量 ， 对光 催化 性能 的影 响机 理 进行 了较深 入 并 系统 的研究 和探 讨 。
纳米Au-TiO2复合物光催化降解亚甲基蓝_倪冰楠
图 4 为 TiO2 、TAＲ-1、TAＲ-2、TAＲ-3 和 TAＲ-4 在 掺杂的 TiO2 ，发现 Au 的掺入使样品在紫外光区域 200 ～ 700 nm 的 UV-vis 吸收光谱。从图中观察到， 的吸收增强。Subramanian 等［22］在 TiO2 薄膜上沉积 样品在紫外和可见光区域都有吸收，且吸收强度随 了贵金属 Au、Pt、Ir，都增强了样品对光的吸收能力。
棒的存在，但有颗粒状的 Au 掺杂在 TiO2 中，表明纳
1． 4 光催化实验 将 80 mg Au / TiO2 复合物加入到 80 mL 5 mg / L
亚甲基蓝溶液中，搅拌均匀，暗反应 30 min，达到吸 附饱和平 衡。采 用 8 W 汞 灯 （ 主 发 射 波 长 为 365
米金棒基本都已经受热转化成热力学稳定的球状颗 粒，降低了自身的表面能［18］，同时 可 观 察 到，纳 米 Au 粒子比较均匀地分布在 TiO2 中，与 TiO2 接触紧 密。图 3（ d） 是 TAＲ-5 样品的 EDS 谱图，结果表明，
nm） 作为 UV 光源，进行光催化实验。每隔 20 min 该样品中除了 Ti、O 上层清液，使用紫外-可见分 步证明了 Au 纳米粒子掺杂在 TiO2 中。 光光度计测定亚甲基蓝溶液的吸光度，共取 3 个点。
再每隔 60 min 取样测试，取 3 次。
ability of TiO2 with increased light absorption intensity and reduction of charge recombination rate． Key words Au / TiO2 composites； methyl blue； sol-gel method； photocatalysis
纳米TiO2光催化剂的改性研究
纳米TiO2光催化剂的改性研究崔赟璐;曹长春;左金星【摘要】纳米TiO2作为光催化剂,由于其化学性质稳定、无毒、成本低和抗光腐蚀等优点在环境净化领域中有着广泛应用,而针对其光生电子-空穴复合率高,对可见光吸收率差,光催化效率不高等问题,科研人员致力于TiO2光催化剂的改性研究.综述了纳米TiO2光催化剂改性的研究进展,介绍了改性的不同方法,其中包括贵金属沉积、复合半导体、金属离子掺杂、非金属掺杂、共掺杂、表面光敏化等,并提出了TiO2光催化剂改性技术期待解决的问题和今后的研究方向.【期刊名称】《水科学与工程技术》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P76-78)【关键词】TiO2;改性;光催化【作者】崔赟璐;曹长春;左金星【作者单位】桂林理工大学环境科学与工程学院,广西桂林541004;桂林理工大学环境科学与工程学院,广西桂林541004;桂林理工大学环境科学与工程学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】X703.5光催化氧化是以n型半导体能带理论为基础，以n型半导体作催化剂的氧化过程。
n型半导体具有特殊的能带结构，一般由充满电子的低能量价带（VB）和空的高能量导带（CB）构成，价带和导带之间被一个禁带区域隔开。
锐钛矿型TiO2的带隙为3.2eV，光催化所需入射光最大波长为387nm［3］。
TiO2光催化氧化机理如图1所示，当被高于半导体TiO2的禁带宽度的紫外光照射时，TiO2价带电子被激发，越过禁带跃迁到导带，在导带上产生带负电的高活性电子（e-），在价带上留下带正电荷的空穴（h+），导带上的电子具有强还原性，光生空穴具有强氧化性，从而形成了具有高度活性的光生电子-空穴对［4］。
这些电子和空穴迁移到粒子表面后，由于空穴的氧化能力，会使吸附在催化剂表面的水分子失去电子，生成氧化能力很强的羟基自由基（·OH）或者·HO2等强氧化剂。
由于光生电子的还原能力，使催化剂表面的溶解氧（O2）生成高度还原活性的超氧负离子（O2-），作为羟基自由基（·OH）的另一种来源。
环境工程毕业论文--改性纳米TiO2光催化降解甲基橙的研究
摘要当今全球范围内都不同程度地出现了环境污染问题, 探索和研究经济有效的消除环境污染物的新技术和新方法具有重要的意义。
二氧化钛光催化作为一种先进的氧化技光催化剂有其自身的缺陷：量子术,在环境领域具有十分广阔的应用前景。
然而，TiO2产率低和太阳能利用率低。
研究表明，在TiO2中掺杂金属离子，不仅能影响电子--空穴对的复合率，提高表面羟基位，改善光催化效率，还可能使TiO2的吸收波长范围扩大到可见光区域，增加对太阳能的转化和利用。
但金属沉积量过大会使TiO2光催化性能下降。
此外，超声可以有效改善粒子的结构，提高其光催化性能。
本文针对不同金属（Ho、Gd、Zr、Ag）的不同含量（0.5%、1%、2%、3%、4%）进行掺杂改性超声制备，研究其对TiO的光2催化活性的改变。
首先,本文将概述TiO2的制备方法,光催化氧化的机理及应用,并且通过国内外对TiO2研究进展,阐述研究金属掺杂改性、超声浸渍制备TiO2的原因。
其次,本文将详细介绍制备纯TiO2和金属掺杂改性TiO2的超声制备溶胶－凝胶法。
再次，通过紫外光下样品的降解甲基橙实验，研究其光催化性能。
研究结果表明：溶胶－凝胶法成功制备TiO2，金属掺杂改性可以提高其光催化活性，并初步判断所选取金属元素的合适掺杂量。
关键词：TiO2,光催化活性,溶胶-凝胶，金属掺杂，超声AbstractNowadays,various degree of the problems of environmental pollution have been presenting in the global range. In order to eliminate environmental pollutants , it has significant meanings that effectively new technology methods are explored and studied Therefore, as an advanced photocatalysis technique, TiO2photocatalysis technique has an extremely wide application prospect in the domain of environment. However, TiO2has its own shortcomings : low quantum yield and low utilization of solar energy.Research shows that the TiO2-doped metal ions, can not only affect the electronic -- hole on the composite rate, improve surface hydroxyl groups and photocatalytic efficiency, but also result in the absorption wavelength range extended to the visible region and the increase of solar energy conversion and utilization. However excessive metal deposition will affect TiO2photocatalytic properties. Moreover, ultrasound can effectively improve the particle structure and enhance its photocatalytic properties. We study on TiO2,which is made by ultrasound ,photocatalytic activity changes on different metals (Ho, Gd, Zr, Ag) of different content (0.5%,1%,2%,3%.4%).First of all, this paper would summarize the making method of TiO2,the mechanism and the application of photocatalytic oxidation. Then it expounded the reason that researching metal-doped TiO2 made by ultrasound through the relative study internal and external.Secondly, this paper would particular introduce the Sol-Gel with ultrasound method to prepare pure TiO2 and metal-doped TiO2.Thirdly,this paper would study the photocatalytic activity through methyl orange degradation experiment by mercury lamp respectively.The results shows : sol-gel method is successful in the preparation of TiO2, and metal-doped can improve photocatalytic activity. At last, the appropriate metal doping can be judged and selected.Keywords :TiO2 , Photocatalytic activity, Sol-gel, Metal-doped, Ultrasound目录1.绪论 (1)1.1.纳米二氧化钛光催化概述 (1)1.1.1.纳米二氧化钛光催化机理及特性 (1)1.1.2.纳米二氧化钛光催化的应用 (3)1.2.影响纳米二氧化钛光催化活性的因素 (4)1.2.1.晶体结构的影响 (4)1.2.2.粒径的影响 (5)1.2.3.比表面积的影响 (6)1.2.4.表面羟基的影响 (6)1.2.5.载流子俘获剂的影响 (7)1.3.纳米二氧化钛的制备 (7)1.3.1.气相法制备纳米TiO2粉体 (7)1.3.2.液相法制备纳米TiO2粉体 (8)1.4.纳米T I O2的改性研究进展 (9)1.4.1.复合半导体 (9)1.4.2.贵金属沉积 (9)1.4.3.过渡金属离子掺杂 (10)1.4.4.稀土元素的掺杂 (11)1.4.5.非金属掺杂 (11)1.5.超声在制备纳米T I O2光催化剂方面的应用 (11)1.5.1.超声化学反应的基本原理——超声空化 (12)1.5.2.超声在TiO2基光催化剂制备中的应用 (12)1.6.课题研究的目的和意义 (14)2.纳米TIO2粉末的制备 (15)2.1.实验材料 (15)2.1.1.化学试剂 (15)2.1.2.实验仪器 (15)2.1.3.实验装置 (16)2.2.T I O2的制备方法 (17)2.2.1.溶胶-凝胶法制备TiO2原理 (17)2.2.2.制备步骤 (18)2.3.目标降解物的选择 (19)2.4.甲基橙的标准曲线 (21)2.5.T I O2光催化活性的评价 (21)2.6.空白实验 (22)3.金属元素掺杂纳米TIO2的实验研究 (24)3.1.纯T I O2的光催化性能研究 (24)3.1.1.制备方法 (24)3.1.2.纯TiO2的光催化性能 (24)3.2.掺杂H O的T I O2的光催化性能研究 (26)3.2.1.制备方法 (26)3.2.2.Ho-TiO2的光催化性能 (26)3.3.掺杂G D的T I O2的光催化性能研究 (27)3.3.1.制备方法 (27)3.3.2.Gd-TiO2的光催化性能 (27)3.4.掺杂Z R的T I O2的光催化性能研究 (29)3.4.1.制备方法 (29)3.4.2.Zr-TiO2的光催化性能 (29)3.5.掺杂A G的T I O2的光催化性能研究 (30)3.5.1.制备方法 (30)3.5.2.Ag-TiO2的光催化性能 (30)3.6.H O、G D、Z R和A G四种金属掺杂T I O2光催化活性比较 (33)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (40)1.绪论1.1. 纳米二氧化钛光催化概述1.1.1.纳米二氧化钛光催化机理及特性半导体粒子具有能带结构，一般由填满电子的低能价带（valence band,VB）和空的高能导带(conduction band,CB)构成，价带和导带之间存在禁带。
纳米TiO2复合材料用于光降解染料的研究
纳米TiO2复合材料用于光降解染料的研究文章探讨了掺钒纳米二氧化钛光催化剂溶胶-凝胶法制备条件，并对材料进行XRD分析，通过纳米TiO2对活性艳红染料光催化降解试验，研究材料的光催化能力。
标签：纳米TiO2 光催化溶胶-凝胶纳米TiO2在光照下比一般材料具有更优异的催化能力，但它只能利用太阳中的紫外光，太阳能利用率低，在太阳光辐射中，波长小于388 nm的紫外辐射只占大约4%—5%。
另外，纳米TiO2 催化剂光激发后产生的空穴和电子复合的几率很高、量子效应较低，这些缺点也是目前半导体光催化剂普遍存在的问题。
本实验的目的是探索纳米TiO2复合材料的制备，提高其在可见光下的光催化活性。
1材料制备过程1.1实验过程如下（1）将10ml钛酸丁酯与20ml无水乙醇混合搅拌15min，充分溶解为A溶液。
（2）另取一定量的0.1 mol/L V5+溶液，加酸至50 ml为B溶液。
（3）将A滴入B中，机械搅拌1.5h，常温反应，得透明溶胶。
（4）取NaOH溶液缓慢滴入溶胶，用HNO3调节pH值，得到TiO2凝胶。
（5）加入适量水离心分离洗去杂质。
100℃下烘干，并研细至无明显颗粒感。
1.2XRD测试采用日本理学公司的Rigaku-D/MAX-2550PC型X射线衍射仪对所得粉末样品进行X射线衍射分析，使用Cu-Kα 辐射源，波长为1.5406 A，使用Ni滤波片，采用管流为300 mA、管压为40 KV，扫描速度5度/分，步长为0.02°。
阶梯扫描步长为0.04°，每步停留5秒。
1.3光降解试验准确称取0.100g活性艳红染料，配成浓度为50mg/L的染料，模拟印染废水。
另取0.200g催化剂投入染料溶液，测混合液的吸光度。
活性艳红的特征吸收波长为540nm。
紫外灯浸入水中照射，并每隔0.5小时取上清液，直接于Kmax=540nm处测其吸光度，再根据吸光度变化求其脱色率。
脱色率=（1-A/A0）×100%式中：A0，A分别为光照前后的吸光度。
TiO2的改性及其光催化去除NOx机理研究
TiO2的改性及其光催化去除NOx机理研究TiO2的改性及其光催化去除NOx机理研究摘要：近年来，由于工业活动和汽车尾气的排放，大气中的氮氧化物（NOx）浓度急剧增加，给人们的健康和环境造成了严重威胁。
因此，寻找高效、环境友好的NOx去除方法具有重要意义。
其中，光催化技术由于其高效、低成本和无二次污染等特点而备受关注。
TiO2作为一种重要的光催化材料，其光催化性能可以通过改性来进一步提升。
本文综述了TiO2的几种常见改性方法，并重点介绍了改性后的TiO2在光催化去除NOx中的应用和相应的机理研究。
关键词：TiO2，改性，光催化，NOx，机理1. 引言大气中NOx的来源主要包括工业排放、汽车尾气和燃料燃烧等。
NOx对人体健康和环境造成了严重威胁，如导致呼吸系统病变、光化学烟雾和酸雨的发生等。
传统的NOx去除方法包括吸收、氧化和催化还原等，但存在着成本较高、操作复杂和生成二次污染物等问题。
相比之下，光催化去除NOx技术具有高效、低成本和无二次污染等特点，因此备受关注。
2. TiO2的常见改性方法TiO2的改性可以通过不同的方法进行，如掺杂、复合和表面修饰等。
其中，掺杂是指通过将其他金属或非金属元素掺入TiO2晶格中来改变其物理和化学性质。
复合则是将其他纳米材料与TiO2进行混合，形成复合光催化材料。
表面修饰是指通过在TiO2表面引入功能性物质，如金属氧化物、有机染料和聚合物等。
这些改性方法可以提高TiO2的光吸收能力、光生电子-空穴对的分离效率和光催化活性，进而提高其去除NOx的效率。
3. TiO2改性在光催化去除NOx中的应用通过改性，TiO2的光催化性能可以得到明显提升，进而应用于光催化去除NOx反应中。
以掺杂为例，金属离子（如N、Fe、Ag等）的掺杂可以改变TiO2的能带结构，增强其光吸收能力，并提高光生电子-空穴对的分离效率。
复合材料（如TiO2/SiO2、TiO2/ZnO等）的制备能够形成异质结构，提高光生电子-空穴对的利用效率，并增强光催化活性。
纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究
纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究摘要：纳米TiO2光催化剂因其优异的光催化性质在环境净化、水处理、能源转换等领域得到广泛应用。
本文以纳米TiO2为研究对象，重点探讨了其制备、改性方法以及在不同领域的应用研究内容和进展。
一、纳米TiO2的制备方法目前常用的纳米TiO2制备方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法等。
其中，溶胶-凝胶法通过溶胶的制备和凝胶的成型过程来得到纳米TiO2颗粒，可以控制颗粒的尺寸和形貌；水热法则是通过在高温高压的水环境下合成纳米TiO2颗粒，可制备出高度结晶的颗粒；气相沉积法则通过在气相中加热激活气体产生纳米TiO2颗粒。
这些方法各有优劣，适用于不同的研究需求。
二、纳米TiO2的改性方法为了提升纳米TiO2的光催化性能和稳定性，研究者在其表面进行改性。
常用的改性方法包括复合杂化技术、离子掺杂、表面修饰等。
复合杂化技术将纳米TiO2与其他材料进行复合，例如薄膜包覆、共混等方式，可以增加纳米TiO2的吸光性能和光生载流子的分离效率；离子掺杂则通过将单质离子或化合物引入纳米TiO2晶格中，改变其能带结构和光吸收性能；表面修饰通过在纳米TiO2颗粒表面修饰有机物或无机物，改变其表面性质和光催化性能。
三、纳米TiO2的应用研究纳米TiO2光催化剂具有优异的光催化性能和广泛的应用前景。
在环境净化方面，纳米TiO2可用于有机污染物的降解和空气净化，通过紫外光的激发产生活性氧自由基，降解有机污染物；在水处理领域，纳米TiO2可用于水的净化和废水处理，能够高效去除重金属离子和有机物，同时使用纳米TiO2光催化剂可以提高水的透明度和亮度；在能源转换方面，纳米TiO2可应用于太阳能电池、光电催化水分解等领域，用于转化光能为电能或储存能。
综上所述，纳米TiO2光催化剂具有制备简单、光催化效率高等优势，通过改性可以进一步提升其性能。
未来，随着对纳米材料研究的深入，纳米TiO2光催化剂将在环境净化、水处理和能源转化等领域发挥更大的作用。
纳米TiO2光催化性能lx
纳米二氧化钛光催化性能的研究内容摘要纳米二氧化钛（TiO2）作为一种光催化剂，是一种性能优良的N型半导体材料，在发生反应时表现出较好的光稳定性和较高的反应活性，并且无二次污染，是当前应用前景最为广阔的一种纳米功能材料。
本文首先介绍了纳米TiO2的性质及光催化机理，讨论了各种因素对纳米TiO2光催化性能的影响，如晶格缺陷、温度、pH、光照条件以及TiO2的量等。
介绍了液相沉淀法，溶胶-凝胶法，微乳液法三种常用的制备纳米二氧化钛的方法及其光催化性能。
另外，还介绍了关于纳米二氧化钛的改性方面的成就和几种常见的表征手段。
最后简要介绍了光催化技术在环境保护、卫生保健,特别是在光催化功能型材料等方面的贡献,并对其今后的研究进展和应用前景进行了总结和展望。
【关键词】纳米TiO2光催化性能Study On Photocatalytic Property Of Nano-TiO2AbstractNano-titanium dioxide (TiO2) as a kind of photocatalysts, is a kind of n-type of semiconductor materials, with good light stability and high reactivity and has no secondary pollution, is the current potential applications of the most extensive functional nanomaterials.This article describes the nature and nano-TiO2 photocatalytic mechanism to discuss the various factors on TiO2 photocatalytic effects, such as the performance of lattice defects, temperature, pH, illumination conditions and the dosage of TiO2, etc.Describes performance liquid precipitation, sol-gel, MicroEmulsion preparation of three kinds of titanium dioxide nanoparticles method, and photocatalytic properties.Also, presents of titanium dioxide nanoparticles modifing the achievement and characterization of a few familiar.Finally the photocatalytic technology in environmental protection, health care, especially in the photocatalytic functional materials in the areas of contribution, and on its future progress and application of the summarized and prospects.【Key Words】Nano-TiO2photocatalysis property目录前言 (1)一、纳米二氧化钛的性质 (1)（一）表面界面效应 (1)（二）小尺寸效应 (1)（三）量子尺寸效应 (1)（四）宏观量子隧道效应 (2)二、二氧化钛光催化原理 (2)（一）二氧化钛粒子的能带结构 (2)（二）光催化作用机理 (2)（三）影响T i O2光催化活性的因素 (3)三、二氧化钛光催化剂的制备方法 (7)（一）液相沉淀法 (7)（二）溶胶-凝胶法 (8)（三）微乳液法 (9)四、二氧化钛的改性 (9)（一）贵金属沉积 (9)（二）复合半导体 (10)（三）表面光敏化 (10)五、二氧化钛光催化的表征方法 (11)（一）热重法 (11)（二）X射线衍射法 (12)（三）比表面积测定 (13)（四）紫外-可见吸收/漫反射光谱 (13)（五）红外光谱 (14)六、二氧化钛光催化技术的应用 (14)（一）污水处理 (14)（二）表面自洁 (14)（三）杀菌 (15)七、现存问题及前景展望 (15)致谢 (15)参考文献 (16)纳米二氧化钛光催化性能的研究前言光催化氧化技术是一门基于TiO2半导体的科学，现已被列入最有前景的环保高新技术当中。
可见光光催化剂的研究进展
可见光光催化剂的研究进展李成希;孟祖超;刘祥【摘要】综述TiO2、改性TiO2光催化剂和非TiO2体系光催化剂在可见光催化领域的研究进展,概述了光催化剂的光催化原理和应用方向,针对可见光光催化剂发展现状中存在的量子效率和可见光利用率低、且回收难等问题进行阐述,并指出制备组成可控、形貌可控、易于回收利用且可见光利用率高的新型光催化剂是研究首要方向.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2016(024)004【总页数】9页(P7-15)【关键词】催化化学;可见光光催化剂;改性TiO2;非TiO2体系;铋系可见光光催化剂【作者】李成希;孟祖超;刘祥【作者单位】西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065;西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065;西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TQ034;O643.36综述与展望CLC number:TQ034；O643.36 Document code: A Article ID: 1008-1143(2016)04-0007-091972年，Fujishima A等[1]首次发现了单晶TiO2电极能够光催化分解水，Carey J H等[2]将TiO2用于光催化降解水中有机污染物，由此光催化材料引起广泛关注。
虽然TiO2具有廉价、无毒、光催化性能好和稳定性高等优点，但TiO2光催化剂的禁带宽度为3.2 eV，仅在紫外光区有响应。
紫外光(波长<400 nm)在太阳光中不足5%[3]，可见光[波长(400～700) nm]在太阳光中达43%。
因此，提高可见光响应成为半导体光催化剂应用的关键。
目前，对TiO2的修饰改性使之光响应波长红移至可见光区及新型非TiO2可见光催化材料的开发是光纳米催化剂主要研究方向。
本文综述TiO2、改性TiO2光催化剂和非TiO2体系光催化剂在可见光催化领域的研究进展，概述了光催化剂的应用方向，针对可见光光催化剂发展现状存在的主要问题进行阐述，并提出可见光光催化剂未来的发展趋势。
纳米TiO2掺杂改性与光催化性能研究
第 ３ 卷第 ４ １ 期 ２０ ０ ６年 １ ２月
广 州 化 学
Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｅ ｓ ｒ ａ ｇ ｈ ｕ Ｃｈ ｍｉｔ ｙ
Ｖ １ １ Ｎｏ ４ ｏ ． ． ． ３ Ｄｃ ．２ ０ ｃ． ０ ６
纳米 ＴＯ 掺杂改性与光催化性能研究 ｉ２
维普资讯
第 ４期
赵沽，等；纳米ＴＯ 掺 杂改 ｉ２
光倦化性 能研 究
４ ５
２ 纳米光催化剂 ＴＯ 掺 杂类型 ｉ２
研究表明，通过对半导体材 料 ＴＯ 进行有机物染料光敏化 、表面沉积贵金属或金属氧 ｉ２ 化物、半导体复合及金属离子掺杂等，可以显著地改善 ＴＯ 的光吸收和光催 化效能【。已 ｉ２ 有不少文献报道 了不 同掺杂体系对光催化性能的影响 】 。
波长较短的太阳光能 （ ＞３７ ｍ）才能被吸收， ２ ８ ｎ 而该部分紫外线 （０ ～ ０ ３ ０ ４ ０ ｍ）只占到达 ｎ 地面上的太阳光能的４ ～６ ５ ％ ％Ｉ，太阳能利用率很低 。因此，缩短催化剂的禁带宽度使吸收 】
光谱向可见光扩展【 Ｊ ５ 及抑制光生电子与空穴的复合是提高太阳能利用率的技术关键 。本文 － ６
为了充分利用太阳光能，改变传统紫外光照射状况，众多学者都在致力于扩大 ＴＯ 吸收波 ｉ２ 长范围的研究，力争使催化反应在可见光下就能有效进行。
收稿 日期： ０ ５ １－０ ２ ０ ．２３ 木 通讯联系人 。 邱克辉， 教授 ， 从事纳米材料制各与新材料开发研究。 基金项 目： 四川省重点项 目 （ ４ Ｇ ０ ．２ ．１ ０ Ｇ ０ ９０ ００ ） 作者简介：赵沽 （ ９ ７ ） １７ － ，女，北京人，讲师 ，在读硕士研究生
２１ 金属 离子 掺 杂 ．
金属离子掺杂可 以在半导体表面引入空穴位置或者改变结 晶度 ， 同时 由于掺杂引起电子 跃迁 的能量要小 ＴＴＯ 禁带能量Ｅ ， 以其光谱响应 向可见光移动， ＇ｉ２ ｇ所 从而提高对可见光的利 州率。因此，掺杂适 当的金属离子，不仅可 以提高光催化效率，同时可使反应在可见光 卜 进 行【 。国内外学者利用掺杂金属离子进行Ｔ０ 改性的研究很多， ｌ 州 ｉ： 在表面修饰中，已经有不少 掺Ｆ 、Ｃ 、Ｎｊ 、Ｃ ２ ｎ＋ ｄ ｅ ｒ ｏ＋ 、ｚ ２、Ｃ 等离子 的报道［ 。 Ｃ ｏ Ｄ系统研究了２种金属离子对ＴＯ 粒子的掺杂效果， ｈｉ Ｊ １ ｉ２ 研究表明， 掺杂０ ％ 一Ｏ ％ ． １ ． ５ 的Ｆ 、Ｍｏ ｅ 、Ｒ 、Ｏｓ ｕ 、Ｖ ［ ｈ ＳＲ 针能促进 光催 化 反应 。其 中Ｆ 的掺 杂 效 果最好 。反 映 Ｉ ｅ 出Ｆ 、Ｖ ｅ 、Ｒ ３ ｈ＋ 、Ｍｎ 等能提高ＴＯ 光反应活性，而Ａ 、Ｃ ｉ２ ｌ ｏ 等却降低ＴＯ 活性 。张峰 ｉ２ ¨ Ｊ 认为钒（ Ｖ） ＋ 的掺杂能够拓宽可见光的响应范围。 ２ 稀土离子掺杂 】 ． ２