摻雜TiO2的制備和光催化性能研究.pdf

1、半導體TiO2可有效降解環(huán)境中難以生物降解的有機污染物。本文采用溶膠凝膠法制備了過渡金屬和稀土金屬共摻雜、過渡金屬和非金屬共摻雜以及過渡金屬、非金屬和稀土金屬三摻雜的納米TiO2，并分別采用XRD、BET、Raman、XPS、UV-vis和光催化降解亞甲基藍對其結(jié)構(gòu)和光催化性能進行了研究。
　　 在Fe-Eu共摻雜TiO2體系中，研究結(jié)果表明:Fe3+摻雜TiO2降低了銳鈦礦-金紅石型(A-R)轉(zhuǎn)變溫度，Eu3+摻雜的TiO2提

2、高了A-R轉(zhuǎn)變溫度，F(xiàn)e部分抵消了Eu在提高A-R轉(zhuǎn)變溫度方面的影響。Fe3+原子取代TiO2晶格中Ti4+，在導帶下部形成了雜質(zhì)能帶，從而降低TiO2的禁帶寬度，提高TiO2對可見光的吸收。而Eu不能進入TiO2晶格，而是在TiO2顆粒表面或晶界處以氧化物的形式存在，這有利于Eu3+的f電子和TiO2導帶或價帶鍵的電荷轉(zhuǎn)移，可增強可見光吸收;采用亞甲基藍降解體系比較Fe-TiO2、Eu-TiO2和Fe-Eu-TiO2在紫外光和可見光下

3、的光催化活性，由于摻雜的Fe和Eu元素的協(xié)同效應，F(xiàn)e-Eu-TiO2表現(xiàn)出比單摻雜和純TiO2更高的可見光催化活性。
　　 在Fe-B共摻雜TiO2體系中，摻雜的B以B3+形式進入晶格間隙，引起晶格畸變，形成了類似Ti-O-B結(jié)構(gòu)。B摻雜在半導體帶隙中間形成雜質(zhì)能級，降低帶隙，提高催化劑的光學性能。光催化結(jié)果表明:Fe-B共摻雜在可見光下具有協(xié)同效果，使共摻雜樣品具有更高的光催化活性。但是在紫外光下，F(xiàn)e-B沒有協(xié)同效果。