李军奇， 王德方， 郭占云

(陕西科技大学 材料科学与工程学院，陕西 西安 710021)

0 引言

二氧化钛(TiO2)由于具有较好的化学稳定性、生物惰性、无毒、对大多数污染物都有较高的光催化活性等特点而被广泛用作光催化剂[1-3]，然而，由于TiO2带隙较宽(约为3.2 ev)，仅能吸收波长小于380 nm的紫外光，而紫外光在太阳光中仅占有3%～5%，加上光生电子和空穴易于复合，光量子效率低，阻碍了TiO2光催化材料的实际应用[4].因此，尽可能缩短TiO2禁带宽度，抑制光生电子和空穴的复合，从而高效的利用太阳能成为人们关注的重点.目前对TiO2的改性方法主要有染料敏化、贵金属掺杂以及利用Sol-Gel技术进行半导体-半导体掺杂，如ZnO和Fe2O3共同掺杂TiO2等方法对TiO2进行改性的报道[5]，均取得一定效果.金属氧化物与半导体复合也是提高半导体光催化活性的有效途径，并引起了广泛的重视和兴趣.例如SnO2/TiO2[6],In2O3/TiO2[7], ZnO/TiO2[8],MoO3/TiO2[9],WO3/TiO2[10],NiO/TiO2[11], Fe2O3/TiO2[12]等.

其中，关于NiO/TiO2复合材料的纳米粉体和纳米薄膜的研究较为普遍.然而，值得关注的是NiO/TiO2复合催化材料大多是一种简单混合或镍离子掺杂，很少有关于对其结构进行设计和控制的研究.众所周知，NiO是一种p型半导体，TiO2是一种n型半导体，如果NiO晶粒和TiO2晶粒能够紧密结合形成一种具有p-n异质结结构的复合光催化材料，p-n结的形成将有助于光生电子和空穴的分离，从而提高其光催化性能[13-15].基于上述原因，本文设计制备了一种具有p-n异质结结构的球形二氧化钛表面负载有氧化镍颗粒的复合光催化材料，并利用XRD、TEM、UV-Vis和PL等技术对其形貌、物相、表面结构与吸光性能以及光致发光等性能进行了表征，并通过在可见光条件下对亚甲基蓝溶液的降解研究了其光催化性能.