稀土掺杂TiO2纳米微粒的合成、表征及光催化活性.pdfVIP

第 卷 第 期 北 京 科 技 大 学 学 报 Vol .28 No .10 28 10 2006 年 10 月 Journal of University of Science and Technology Beijing Oct . 2006 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 稀土掺杂TiO2 纳米微粒的合成、表征及光催化活性 崔玉民 范少华 张 颖 阜阳师范学院化学系，阜阳 236041 摘 要 采用溶胶 凝胶法制备纯的及掺杂不同量铈的 纳米粒子，利用 漫反射光谱及 - TiO2 UV-Vis XRD等对所制备样品进行表征 以高压汞灯为光源、甲基橙水溶液的脱色为模型反应，研究了. 的光催化降解反应活性 实验发现：掺杂 的 纳米粒子反射光谱特性向可见光方 CeO2/TiO2 . Ce TiO2 向红移到500nm，比纯的TiO2 纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强；掺杂的 Ce4+ 仅有少量进入 TiO2 晶格中，大部分的Ce4+ 是以小团簇的 CeO2 形态均匀地分散在 TiO2 纳米粒子中或者是覆盖在 其表面上 说明掺杂 能提高 光催化反应活性，且掺杂 摩尔分数最佳值为 . Ce TiO2 Ce 2.0 . 关键词 稀土掺杂；二氧化钛；二氧化铈；光催化降解；甲基橙 分类号 O643.3 半导体光催化技术作为一种高级的氧化技术 共轭发色体系，而且破坏了其分子结构，吸附在 ［ ］ 在环境污染治理领域有着广阔的应用前景 1-2 . TiO2 表面上的染料被激发后，向 TiO2 导带注入一 为了改善TiO2 光催化功能材料的性能，必须扩大 个电子生成正碳自由基，导带中的电子可以和溶 其对光谱的吸收范围，提高其光催化活性 近年. 解在水中的 生成· ，并进一步转化成为 · O2 O2 HOO 来，研究者采取了多种方法对 TiO2 进行改性处 或羟基自由基·OH. 这些高活性自由基进攻染料 ［］ ［］ 3 4 自由基后，· 与发色基团 — — 中的 理，如细化晶粒 、提高比表面积 、复合半导 OH Ar N N Ar !! ［］ ［］ ［］ 5 6 7 — —反应生成 — ， — 等，经过一 N N Ar NO Ar NA 体 、贵金属沉积 和离子修饰 等，其中，金属 !! 修饰是提高光催化活性重要途径之一 稀土金属. 系列复杂的氧化反应，染料被分解成小的有机物