滕天灿

(中国石化扬子石油化工有限公司生产经营部，南京210048)

在光催化反应中，TiO2催化剂表面吸附的氧能有效捕获光生电子，抑制光生电子与空穴的复合，使参与表面反应的自由基物种增加，进而提高催化剂的活性，稀土金属(Ce)具有显著贮氧能力，当反应体系中溶解氧浓度低时，可向体系释放氧，反之则可贮存氧，因而Ce掺杂可有效促进TiO2的光催化性能。本文通过掺杂Ce对TiO2光催化剂进行修饰改性，以提高其紫外光活性，并着重研究Ce对TiO2光催化剂的改性机理，为其进一步研究开发提供有益参考。

1 实验部分

1.1 光催化剂的制备

材料:钛酸正丁酯Ti(C4H9O)4，化学纯(上海美兴化工有限公司);无水乙醇C2H6O，分析纯(上海久亿化学试剂有限公司);硝酸HNO3，分析纯(上海久亿化学试剂有限公司);硝酸亚铈 Ce(NO3)3·6H2O，分析纯(上海跃龙化工厂)。

采用溶胶－凝胶法制备Ce掺杂的TiO2光催化剂。将钛酸正丁酯、无水乙醇、冰乙酸以一定比例混合，搅拌1h，配制成A溶液。另称取一定量 Ce(NO3)3·6H2O，用2mol/L HNO3溶解，并加入1:1(mol/mol)柠檬酸(运用柠檬酸将掺杂离子网格化，利于其在溶胶－凝胶过程中的均匀分布)，再加入适量无水乙醇，于分液漏斗中混合均匀，标记为B溶液。在不断搅拌下将B逐滴加入A中，形成均匀透明的溶胶，调节pH值，室温下放置陈化，一定温度下真空干燥，研钵磨细，在所需温度下焙烧，即可得掺Ce量为0.0% ～2.0%(Ce/Ti摩尔比)的Ce掺杂TiO2催化剂，记为 Ce(x%)－TiO2。

1.2 光催化剂的活性评价

光催化反应装置如图1所示，所采用的反应器为圆柱形夹套式石英玻璃反应器，中间部分为冷阱，光源放置于冷阱中心，夹层内为循环冷却水，外层为甲基橙及光催化剂粉体组成的混合液。……