TiO2光催化剂改性方法研究进展.pdfVIP

亿 与硅 物 互、程 2013，VoI．30No．10 田 Chemistry Bioengineering doi：10．3969／j．issn．1672--5425．2013．10．005 TiO2光催化剂改性方法研究进展 付 丹 (辽宁石化职业技术学院应用化学系，辽宁 锦州 121001) 摘 要 ：为拓展 TiO2光催化剂在环境污染治理 中的应用，其改性方法得到了大量研究。综述 了TiO2光催化剂改性 方法的研究进展 ．指 出了 目前存在 的问题及今后 的研究方向。 关键词 ：TiO2；改性；光催化剂 中图分类号：TQ426 X703 文献标识码 ：A 文章编号 ：1672—5425(2013)1O一0013一O3 近年来，半导体多相光催化氧化技术作为一项新 化剂，并在超声条件下用于模拟偶氮品红溶液降解 ，发 的污染治理技术，因能耗低、反应条件温和、操作简便、 现 Fe抖一TiO。光催化剂可将偶氮品红溶液完全矿化， 二次污染少而 日益受到重视。在众多半导体材料 中， 为染料废水的处理提供了依据 。 TiO。光催化剂具有催化活性高、无选择性 、可完全 降 黄美莹 3【]研究发现，掺杂 La什、Ce什、Fe汁、Ni抖、 解有机污染物等突出特点而备受关注 ，但 TiO禁带宽 ‘Cu抖可明显提高TiO 的光催化活性，其 中Fe什掺杂 度为 3．2eV，只能在紫外光激发下才具有光催化活 的TiO。薄膜光催化降解 甲基橙 的降解率最高，达到 性，使其在实际应用中受到很大限制[1]。 90．O19／6；而 Zn 掺杂则在一定程度上降低了TiO 的 为此 ，研究者对 TiO。的改性进行 了大量研究 ，发 光催化活性；光催化活性大小依次为 Fe抖La抖 现部分改性方法可有效扩大 TiO 光催化剂的光谱响 Ni2 Cu+Ce。+ Zn。 。 应范围及提高光催化效率，进而改善其对有机污染物 在众多的金属离子中，Fe抖 、Cu。掺杂的TiO光 的光催化处理效果，但也有些改性方法不仅未能提高 催化性能提高较 明显，这是由于 Fe什、Cu。的电位、电 TiO。的光催化性能甚至会抑制催化性能。 子轨道构型、离子化合价 离子半径、原子摩尔分数等 目前，TiOz的改性方法主要有金属离子掺杂、非 对 TiOz光催化性能的综合影响所致。 金属离子掺杂、贵金属沉积、半导体耦合、染料敏化、有 1．2 非金属离子掺杂 机表面改性、共掺杂等 。作者在此对 TiO。光催化剂 1965年，Namba等[43提出用非金属离子 N、S、P 改性方法的研究进展进行 了综述。 代替TiO。中的部分 O元素，制备掺杂改性TiO。光催 化剂 的思路 ，并且制得 了N掺杂 TiO。光催化剂 ，发现 1 TiO2光催化剂改性方法研究进展 其光催化效率 比TjO。有了显著提高。之后，相关研究 1．1 金属离子掺杂 不断深入，人们发现卤素掺杂均可不同程度提高 TiO 金属离子是电子的有效接受体，可捕获导带中的 光催化活性 ，其中研究最多的是 F一，其次是 I一、cl一， 电子，减少 TiOz表面光生 电子 e一和光生空穴 h 的复 而 Br研究很少。研究N、S、P、C掺杂时发现 ，N替位 合，因此可使TiO。表面产生更多的 ·OH和 ·O ，提 式掺杂可以使 TiO。带隙变窄，从而明显提高其光催化 高其光催化活性 。目前用于改性TiO 的金属离子很 活性，而 S因半径较大很难进入