张 兰，谭皓蕾，马会中，罗翱翔，王记平

（郑州大学力学与安全工程学院，河南郑州450000）

半导体TiO2在工业生产及生活中具有重要的应用价值，可以用于气体传感器、太阳能光能转换电池、 光催化降解难以分解的有机污染物治理污水等领域［1-3］，使其获得了广泛的关注。 虽然纳米TiO2被认为是一种最具有潜力的治理环境污染的新材料，但由于TiO2的禁带宽度较宽（3.2 eV），导致它无法吸收可见光的能量， 只能利用太阳光谱中波长小于387 nm 的紫外光部分，而无法有效吸收利用其他波段的光波进行光催化反应来降解污水气体中有机污染物［4-5］，从而大大降低了TiO2光催化材料的光催化能力。 因此，通过改变纳米TiO2的禁带宽度来提高其光催化活性，已经成为学者们的研究焦点。

使用表面修饰技术引入杂质离子掺入到TiO2的晶格中已经被研究者们证明是一种行之有效的方法，尤其是将过渡金属离子如Cu、Ni、Co、Cr 等离子掺入纳米TiO2中［6-10］，使其进入TiO2晶格形成间隙掺杂或替代掺杂，能够将吸收光谱波长从紫外线区域拓展到可见光区域，这是通过引入额外的能级到TiO2能带结构中的方法改变TiO2的禁带宽度，扩宽TiO2的光响应范围。目前，将单一的离子引入已经被证明是一种非常有效的将TiO2的吸收带扩展到可见光区域的方法［11］。P.Romero-Gomez 等［12］研究了通过离子束诱导CVD 制得的过渡金属离子Cr 掺杂的纳米TiO2材料的光催化性能， 发现Cr 掺入TiO2中引起了一个良好的转变，薄膜的吸收极限扩展到了可见光区域。 然而，研究发现仅仅通过掺杂单一的粒子对二氧化钛薄膜材料在可见光下光催化性能的改善是非常有限的，尤其是过量掺杂金属阳离子进入TiO2，因其可形成新的电子空穴复合中心，反而会降低它的光催化性能。……