张红花，左玉香，夏　雯，陈　燕（盐城师范学院化学化工学院，江苏盐城224002）



醋酸催化制备镧氮共掺钛基光催化剂*

张红花，左玉香*，夏雯，陈燕
（盐城师范学院化学化工学院，江苏盐城224002）

摘要：以钛酸四丁酯为原料，溶胶-凝胶法制备镧氮共掺钛基光催化剂。设计正交表探索无水乙醇（A）、水（B）、HAc（C）、尿素（D）、硝酸镧（E）5个因素对光催化活性的影响。结果表明，HAc的用量对降解率的影响最大，其次是硝酸镧、尿素、醇及水的用量。最佳样品1h降解10mg·L-1甲基橙的降解率达93.64%。

关键词：二氧化钛；光催化；溶胶-凝胶法；正交设计

2001年Asahi R在Science上报道了氮替代少量晶格氧可使TiO2的带隙变窄，并使其具有可见光活性，而且具有良好的稳定性，从而掀起了氮掺杂二氧化钛光催化剂研究的热潮［1，2］。研究发现某些稀土金属和非金属的共掺杂，协同作用下可提高TiO2对太阳光的利用效率及光催化活性［3-5］。镧离子的引入可以发生晶格取代，使晶格膨胀引发晶格畸变，增加表面缺陷，少量缺陷能抑制光生电子和空穴的复合，提高光催化性能［1］。

1　实验部分

1.1La-N/TiO2催化剂的制备

以钛酸四丁酯为钛源，考察了乙醇、水、HAc、尿素、硝酸镧的用量5个因素，每个因素选4个水平安排正交表进行实验，即L16（45）（见表1）。典型实验如下：量取5mL钛酸正丁酯分散到2/3体积的无水乙醇中，得透明溶液A。硝酸镧溶解在适量的水中，再加入HAc和剩下无水乙醇，得B溶液。将A溶液缓慢滴加到B溶液中，滴加完毕后，缓慢加入一定量的尿素，继续搅拌1～2h后，自然陈化得透明的湿凝胶，80℃真空干燥得前驱体粉末。……