杨 璇，赵增迎

(中国地质大学(北京)数理学院，北京 100083)

1 引 言

1972年，Honda和Fujishima发现TiO2具有光催化活性。之后，半导体光催化技术受到了广泛的关注[1-5]。近年来，由于成本低，光活性高，且水溶液稳定，TiO2被广泛应用于环境保护等领域[6-9]。然而，由于宽带隙(3.0～3.2 eV)的限制，TiO2仅可利用太阳光谱中的紫外光(UV)。此外，光生电子-空穴对的快速复合，严重制约了TiO2的催化效率[10]。为此，人们采用掺杂金属或者非金属离子，来引入晶格缺陷[11-12]；在TiO2表面沉积贵金属，来促进光生电子-空穴对的分离[13]，用以提高TiO2的光催化效率。

除上述方法之外，与其它半导体复合也可以明显改善TiO2的光催化性能[14-17]。例如许多氧化物和硫化物与TiO2复合后都具有优异的光催化性能[18-19]。不同带隙的半导体与TiO2复合，可促进复合材料中光生电子-空穴对的分离，并可抑制其再次复合[20]。此外，不同光吸收带隙半导体材料的复合，也可使其光吸收范围得到扩展，最终使光催化性能得到提高。

在与TiO2复合的半导体材料中，Bi2S3带隙较窄(1.3 eV)，在降解有机染料和光解水制氢方面具潜在的优良性能。据报道，在可见光激发下，Bi2S3产生的光电子可注入到TiO2的导带(CB)，并在Bi2S3和TiO2的界面构成的异质结，有利于光生电子-空穴对的分离[21]。然而，相关研究很不完善，特别是将其用于光催化还原Cr(Ⅵ)等重金属离子，以及不同形貌的TiO2与不同含量的Bi2S3对催化性能的影响研究，尚未有报道。

本文以熔盐法制备了单晶二氧化钛[22-23]，并采用水热法将其与Bi2S3复合，得到Bi2S3/TiO2复合催化剂，研究了不同配比Bi2S3/TiO2复合材料的微观形貌、带隙变化及光催化还原Cr(Ⅵ)的性能，探究了复合材料光催化性能提高的机理。……