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第 30 卷 　第 1 期 稀 　有 　金 　属 2006 年 2 月 Vol. 30 №. 1 　　　　　 　　　　　　CHINESE JOURNAL OF RARE METALS 　　　　　　　　　　 Feb. 2006 影响纳米材料 TiO2 光催化活性的因素 崔玉民 (阜阳师范学院化学系 , 安徽 阜阳 236032) 摘要 : 讨论了 TiO2 光催化技术研究现状、探讨了光催化反应机制 , 分析了提高光催化反应活性的途径 , 并讨论了影响纳米 TiO2 光催化活性 的主要因素: 一般而言 , 锐钛矿型 TiO2 的光催化活性高于金红石型 TiO2 ; 晶粒尺寸小, 光生电子和空穴从 TiO2 体内扩散到表面的时间短 , 它们在 TiO2 体内的复合几率减小 , 光催化活性高 ; 贵金属沉积可提高催化剂表面光生载流子的分离效率 , 有利于生成更多的 ·OH ; 半导体耦 合可提高系统的电荷分离效果 , 扩展对光谱吸收范围 ; 金属离子掺入 TiO2 晶格中可能引起晶格位置缺陷或改变结晶度 , 抑制电子与空穴的 复合 , 延长载流子的寿命 , 从而使光催化性能得以改善 ; TiO 表面羟基的数量直接影响光催化效率。 2 关键词 : 光催化技术 ; 纳米材料 ; 晶型; 二氧化钛 ( ) 中图分类号: O643. 3 　　文献标识码 : A 　　文章编号 :0258 - 7076 2006 01 - 0107 - 07 　　纳米 TiO 是一种高效节能的光催化功能材料 , 由基·OH , h + , ·OH 对电子给体进行光催化氧化 ; 2 因其无毒、光催化活性高、稳定性高、氧化能力强、 e - 对电子受体进行光催化还原[5 ] 。从反应机制来 能耗低、可重复使用等优点而被应用在低浓度废水 看 , 光催化反应与热催化反应有着本质的区别。光 处理、贵金属回收、空气净化、涂料表面自洁等领 催化反应的催化剂实际上是一个光照催化剂产生 [1 , 2] ( ) 域 。但是 TiO 的禁带宽度 E = 3. 2 eV 较大 , 2 g 高活性自由基的过程 , 而且无论是气相光反应还 对太阳能的利用率仅为 4 %左右 , 为了提高对太阳 是液相光反应 , 它们都发生在催化剂表面或表面 能利用率 , 近几年来 , 各国学者围绕高活性纳米 附近的位置。因此 , 阻碍自由基的产生和防止有机 TiO 制备、多相光催化反应机制及提高光催化反应 物达到或接近催化剂表面活性位的任何情况 , 都 2 效率途径等方面做了卓有成效的探索研究工作 , 为 将减少催化剂的光活性。这些机制可包括紫外光 纳米 TiO 光催化技术的广泛应用奠定基础[3 , 4] 。本 的散射或对光子的竞争、自由基的俘获、空穴的俘 2 文探讨了光催化反应历程 , 详细讨论了影响纳米材