磷掺杂对二氧化钛结构以及催化活性的影响
2014-08-21孙宇星雷瑞盈李玮伟肖瑞晗吴德东
哈尔滨商业大学学报(自然科学版) 2014年5期
孙宇星,雷瑞盈,李玮伟,刘 聪,肖瑞晗,韩 健,戴 健,吴德东
(东北林业大学,哈尔滨150040)
自从1972年Fujishima和Honda发现了TiO2可以在光催化作用下将水分解为氧分子和氢分子,TiO2光催化材料在研究方面就开始了新的征程.1977年,在Frank和Bard意外发现废水中的氰化物可以用TiO2来降解以后,在环境污染方面TiO2的优越特性被人们日益关注.锐钛矿型 TiO2其结构的非常的独特,从而带来了相应的优点,如其催化活性相对于其它结构的TiO2活性要高上许多、抗光腐蚀性能也较强、而且其价格较为低廉、还有就是其本身无毒等,并且TiO2在很多领域都得到了较为广泛地研究和应用,如水的纯化、空气净化、消毒抗菌、癌症的治疗以及污水处理等[1-5].当然,锐钛矿型 TiO2也有缺点,其禁带宽度为3.20 eV,除了能被紫外光激发其他光均不可将其激发;重点就在于紫外光的含量在太阳光中仅为3%~4%,而可见光多占的比例却将近43%,因此近年来光催化剂的研究热点就集中到了开发可见光响应型的光催化剂[6-10].
2001年Asahi等在研究N掺杂对TiO2的改性的可能性上,通过理论计算的方式首次得到了证实,并报道N掺杂对禁带宽度有着不小的影响,可以使禁带宽度得以缩小,使TiO2在可见光下依然能够有很好的催化响应,从而扩大了其光响应的区域.由于N掺杂TiO2在可见光下依然有很好的催化响应的长处,Ihara等合成出了高比表面积的N掺杂TiO2,其N源选择为氨水.Taki等在低温的条件下合成了N掺杂TiO2,所用的合成方法为溶胶凝胶法.P相对于其他非金属元素……
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