金属离子掺杂TiO2光催化剂及其表征技术的研究进展*

2021-03-08欧玉静石俊青

功能材料 2021年2期

欧玉静，石俊青，赵丹，郑毅

(兰州理工大学石油化工学院，兰州 730050)

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近年来，光催化技术凭借绿色环保，无二次污染，氧化性强[1]等特点成为解决环境保护问题最有效手段之一。目前半导体光催化剂中TiO2是研究最多并且有应用的，并且TiO2在多种反应中显示出作为理想和强效光催化剂的巨大潜力[2]。TiO2的导带边支配着光激发电子的还原性，价带边支配着氧化性。然而，由于TiO2具有较宽的带隙能和较短的电子空穴对时间，因此其应用仅限于紫外活化。尽管为解决这些问题作出了许多努力，但取得的成功非常有限。提高光生载流子的分离效率，减小带隙是二氧化钛光催化剂研究核心问题。

对于半导体光催化剂，提高半导体光催化剂的光谱响应范围的手段包括贵金属沉积[3]，金属离子掺杂[4]，染料敏化[5]等。其中，金属掺杂方法简单，易于产业化，被认为是在可见光范围内收获的一个有吸引力的策略。金属掺杂是一种通过在带隙中创建缺陷态来延迟电荷的快速重组和使可见光吸收的方法。将价带空穴或导带电子困在缺陷部位，抑制了光致空穴与电子的复合，改善了界面电荷转移。本文将从污染物降解方面以及对金属掺杂TiO2的常用表征方法综述金属掺杂TiO2的国内外研究进展，并对其未来发展趋势进行展望。