刘文芳，周汝利，王燕子（北京理工大学化工与环境学院，北京100081）

综述与专论

光催化剂TiO2改性的研究进展

刘文芳，周汝利，王燕子
（北京理工大学化工与环境学院，北京100081）

TiO2具有光催化性能好、化学性质稳定、毒性低、价格低廉等优点，但由于禁带较宽，只对紫外光有响应，且电子和空穴容易复合，导致光催化活性和效率降低。本文介绍了TiO2的几种主要改性方法的最新研究进展。表面沉积贵金属、半导体复合、染料敏化可以降低TiO2的禁带宽度，增加其响应波长，提高太阳光的利用率。离子掺杂可使得TiO2晶体表面产生缺陷，抑制光生电子和空穴的复合，增加表面活性中心的数量。碳纳米管和石墨烯掺杂则能够提高 TiO2对可见光的吸收率，扩大光响应范围，同时加快电子传输，减少载流子复合，提高催化效率。指出石墨烯作为新型掺杂材料具有很大的发展潜力，TiO2基多组分复合型光催化剂可获得比单种组分表面改性或者掺杂TiO2更好的效果。最后介绍了TiO2表面的亲/疏水改性研究进展。

催化剂；二氧化钛；活性；表面改性；掺杂

1972年，FUJISHIMA和HONDA［1］在Nature杂志上发表了关于n型半导体TiO2电极上光分解水的论文，开辟了光催化的研究方向。之后的几十年里，光催化的研究和应用获得了蓬勃发展。光催化多以电子导电为主的n型半导体为催化剂，常见的光催化剂有TiO2、ZnO、CdS、Fe2O3、WO3、MnO2、Bi2WO6等，其中TiO2、ZnO、CdS催化活性最高。由于ZnO、CdS光照时不稳定，极易产生光腐蚀，而TiO2不仅催化性能和化学稳定性好、价格低廉，还具有无毒、无害、无腐蚀性和不产生二次污染的特点，因此被认为是最有应用前景的绿色环保型催化剂［2］。……