王明臣 邹雨彤 曲关瑷

摘 要：传统的二氧化钛材料对太阳能的利用较少，光量子产率很低。针对这几点本次实验通过多种离子掺杂对其进行改性实验。通过前人的研究，我们最终选用稀有金属La、Ce和Y进行掺杂研究，采用溶胶凝胶法合成材料。研究新的掺杂对比之间对提高自身效率、扩大光区和光催化活性有怎样的变化及影响。

关键词：二氧化钛掺杂;稀土元素;光催化

1 引言

二氧化钛的光催化性有着良好的防污自洁、净化空气作用。它通过转化紫外线进行光催化作用达到净化空气的目的;它价格低廉、有氧化还原能力，可以让有害的污染物进行分解氧化，是净化水体中污染物的良好选择。TiO2带隙略宽（Eg=3.2eV），对太阳能的利用不到10%;光生载流子极易复合，导致光量子产率很低;通常的掺杂改性的方法具有工艺复杂，能耗高等问题。

因此TiO2的应用受到许多因素的制约。针对以上缺点本次试验采用稀土元素镧、铈和钇掺杂二氧化钛进行光催化改良，二氧化钛是一种宽禁带半导体，有三种晶体结构板钛矿型结构、锐钛矿型结构和金红石型结构[1]。锐钛矿型结构和金红石型结构是近年来研究比较多的两种晶型。本次实验创新性的采用多种稀土元素镧、铈和钇混合掺杂二氧化钛光催化材料，利用溶胶凝胶法制备材料并研究新的掺杂对比之间对提高自身效率、扩大光区和光催化活性有怎样的变化及影响。

2 发展现状

K.P.Priyanka等[1]人根据溶胶凝胶法将镧混合掺杂制备出TiO2纳米颗粒，镧的混合掺杂使TiO2在低温的条件下可以实现相变的过程，实现TiO2晶体发生A-R相转变的过程。……