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二氧化钛光催化剂改性 摘要 近年来，Ti02作为一种用途很广的半导体材料，因其活性高、稳定性好、 对人体无毒、成本低且在光催化处理污染水和空气中已广泛应用，而成为最具潜 力的光催化剂。然而Ti02本身有其固有的缺陷，光生电子一空穴对容易复合，这 降低了其光催化活性。因此，要提高Ti02的光催化活性，就应减少光生电子与 空穴的复合。其中将Ti02与其它氧化物半导体复合可能是提高其光催化活性途 径之一。Ti02和Sn02都是有金红石型的晶体结构，但是性质差别很大，这两种 半导体材料能级匹配，光生电子和空穴可以发生有效的分离，使它们复合几率减 小，从而可以提高Ti02的光催化活性。本文主要研究内容如下： 1．利用溶胶一凝胶法合成了SnxTil．x02复合氧化物，考察了不同退火温度和不同 的锡含量对材料晶型的影响。采用x一射线衍射(XIm)对合成材料进行了分析 表征。结果表明，SnxTil．x02复合氧化物中锡促进了二氧化钛中锐钛矿相向金红 石相的转变，但锡的加入能抑制材料颗粒的生长，TEM表征说明SnxTil略02复合 氧化物的粒径比纯Ti02的粒径要小。 2．利用亚甲基蓝这种偶氮染料水溶液对合成的材料进行了光催化活性测试，测 试结构表明，SnxTil．x02复合氧化物的光催化活性比纯Ti0：的光催化活性要好， 并且SnxTil．x02复合氧化物中锡掺杂量不同其催化活性也不同，单一掺杂Sn时， 优化出5％的摩尔比掺杂量和600℃的热处理温度。 3．溶胶一凝胶法制备了Sn—Li．F共掺杂的Ti02光催化剂。采用该催化剂光助降 解亚甲蓝水溶液时，发现光催化降解亚甲基蓝溶液的吸光度随光照时间的变化近 似服从指数规律。通过比较亚甲基蓝溶液的光照寿命以评价催化剂的光催化效 率。在单一掺杂Sn基础上进一步掺杂LiF3％形成Sn．Li．F三元共掺杂的Ti02光 催化剂，经500℃热处理后，光降解亚甲蓝的效率又有提高。 关键词：溶胶．凝胶法；光催化；二氧化钛复合物；共掺杂 中图分类号：TO．1588 Ⅵl Modificationoftitaniumdioxide photocatalyst Abstract Inrecent beena forthe years，titaniumdioxide(Ti02)haspopularphotocatalyst treatmentof inwaterand have organicpollutants air．However，Ti02photocatalysts aninherentand drawback；thatis，the carriers significant photogeneratedcharge increasethe (hole-electronrecombine．Therefore，to pairs)can photocatalyticactivity of is todecreasetherecombinationof Ti02，itimportant photogeneratedcharge with call Ti02 othersemiconductorsabeneficialsolution carriers．Coupling