戚克振, 刘乃文, 崔 楠, 宋嘉和, 马玉花, 陈庆阳

(1. 沈阳师范大学 化学化工学院, 沈阳 110034;2. 沈阳师范大学 能源与环境催化研究所, 沈阳 110034;3. 新疆师范大学 化学化工学院, 乌鲁木齐 830054)

0 引 言

随着人口的急剧增长,环境污染和能源紧缺是当今人类社会面临的两大问题。1972年,Fujishima和Honda[1]发现TiO2光催化分解水的现象,开辟了利用太阳能光解水制氢研究的新纪元。TiO2由于拥有制备成本较低,稳定性高和无毒性等诸多优点而成为一种理想的半导体应用材料,并逐渐成为了研究的热门[2]。TiO2已被证明在许多领域中的应用都具有极佳的效果,例如有机污染物降解、光催化水分解、二氧化碳还原等[3-5]。但由于其对可见光的响应程度低以及光生电子-空穴不易分离等导致其光催化效果有限,这些因素限制了TiO2的应用[6]。 限制TiO2实际应用的主要方面之一是它的带隙太宽(3.2 eV),只能吸收阳光的紫外光部分,因此仅一小部分太阳光可以应用在TiO2的光催化反应上[7]。将TiO2的光吸收范围拓宽到可见光的范围是改善光催化效果的关键。

TiO2光催化是一种新兴的废水处理技术,具有无传质限制、常温下操作、可利用太阳辐射等优点。该催化剂本身价格低廉,具有多种晶型和颗粒特性,无毒且光化学稳定。例如该工艺可以大大降低纺织废水和类似废水的有机负荷。在过去的20年里,TiO2多相光催化发展迅速,如直接利用太阳能将H2O分解成H2,以及在低浓度下分解空气中的污染物和H2O。尽管TiO2多相光催化技术取得了很大的进展,但仍有许多问题需要解决。……