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铌锆共掺杂二氧化钛光催化性能研究

2021-06-08允,查元,高

关键词:催化剂

马 允,查 元,高 磊

(安庆医药高等专科学校 药学系, 安徽 安庆, 246052)

头孢类抗生素杀菌强、疗效好、应用广、市场需求大,因此导致含有头孢类药物的废水排放量也连年增加,头孢类抗生素废水含有高浓度难降解的有机物,对人类健康和环境造成了严重影响,研究如何去除废水中头孢类抗生素具有重要意义和应用价值[1-3].

光敏半导体TiO2是最有效的光催化剂,但是TiO2对可见光吸收弱,使其应用受到很大限制.研究表明,金属离子的掺杂,可以有效减小TiO2半导体的带隙能和阻碍光生电子洞穴对的复合,提高TiO2在可见光下的催化能力[4-7].然而单掺杂光催化剂对带隙的减少有限,同时容易形成杂质态促使光生电子空穴发生复合,因此越来越多的研究者将目光投注在双组分或多组分共掺杂方面.

金属之间可以通过协同作用产生更多的活性位点,因此多金属共掺杂可以产生更多的掺杂能级和捕获中心[8].Hugon等[9]研究发现,TiO2上负载Au-Cu双金属纳米颗粒比负载单金属在催化N2O环氧化丙烯反应中有更好的活性和选择性.Benaloua等[10]探讨了Bi、Zn共掺杂TiO2降解靛胭脂的效果.Chen等[11]发现Fe3+和Ti3+共掺杂TiO2提高了其在可见光照射下的光催化活性.通过对Cu-Ce[12]、Fe-Cr[13]、Pt-Au[14]、Fe-Gd[15]、Co-Cr[16]等双金属掺杂TiO2的研究发现,共掺杂不仅能够提高TiO2的紫外光催化活性,而且可使TiO2吸收光谱扩展到可见光区,提高了其在可见光下的光催化能力.

Das等[17]认为Zr4+属于深掺杂能级的等电位杂质,一定量的Zr掺杂不会成为光生电子和空穴的复合中心,因……

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