TiO2光催化劑的摻雜改性及應(yīng)用.pdf

1、半導(dǎo)體TiO2禁帶寬度為3.2 eV,只能吸收紫外光才能產(chǎn)生活性,而紫外光僅占太陽(yáng)光的5％,這樣只有波長(zhǎng)等于或小于387 nm的紫外光才能激發(fā)TiO2產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴對(duì)而引發(fā)光催化反應(yīng)。為了有效利用太陽(yáng)光,對(duì)TiO2進(jìn)行摻雜改性來(lái)擴(kuò)展其光響應(yīng)范圍從而提高其在可見(jiàn)光區(qū)的光催化活性是目前TiO2光催化領(lǐng)域很重要研究課題之一。
　　 克服這一局限性,本文側(cè)重于將TiO2進(jìn)行改性,嘗試不同的摻雜方式對(duì)其改性的影響,并抑制光生電子-

2、空穴對(duì)的復(fù)合,尋求一個(gè)最佳模式來(lái)提高TiO2在可見(jiàn)光區(qū)的光催化效率,達(dá)到充分利用太陽(yáng)光的目的。研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　 1、非補(bǔ)償性摻雜:
　　 對(duì)于n-型共摻元素,采用溶膠-凝膠法與溶劑熱法相結(jié)合的方法制備了氮、鉻共摻雜納米TiO2粉體。利用X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、和紫外-可見(jiàn)光光度計(jì)(UV-Vis DRS)等手段對(duì)各試樣進(jìn)行表征。結(jié)果表明:鈦氮鉻摩爾比為1:2:10％時(shí)共摻雜二氧化鈦的粒徑可減小至

3、9nm,而且其特征吸收峰紅移至400nm處,可見(jiàn)光區(qū)光吸收強(qiáng)度也明顯增大,從而有效提高了光催化性能。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推算出二氧化鈦的原始帶隙減小至1.8 eV,理論模型計(jì)算的帶隙減小趨勢(shì)與實(shí)驗(yàn)相一致。
　　 2、補(bǔ)償性摻雜:
　　 對(duì)于p-型共摻元素,釩氮摻雜TiO2粉末也是通過(guò)溶劑熱法制備的。
　　 當(dāng)?shù)礊槟蛩?釩源為五氧化二釩時(shí)制備的摻雜TiO2粉體,通過(guò)XPS表征得出氮釩原子分別以間隙、五價(jià)替換的形式摻入到晶格