何思祺，高 鑫，王 岩，刘 泉

(1.绵阳师范学院 资源环境工程学院， 四川 绵阳 621000；2.四川省绵阳生态环境监测中心站，四川 绵阳 621000；3.西南科技大学 环境与资源学院，四川 绵阳 621000)

0 引言

TiO2是一种广泛存在于天然矿物中的氧化物，具有锐钛矿、金红石、板钛矿三种晶型，其中，锐钛矿型TiO2是一种N型半导体材料[1]，在受到光激发后会生成具有催化氧化性能的光生电子和光生空穴[2]，因此具有光催化氧化降解一些化合物的能力，除此之外还可灭活一些细菌，达到杀菌的目的，在处理过程中一般不会产生毒副产物，可以避免对环境的二次污染。

然而，由于锐钛矿型TiO2禁带宽度较大(3.28 eV)[3]，只能利用紫外光进行光催化反应，这在一定程度上限制了其应用。为了让TiO2的光催化性能在可见光状态下也能达到理想的效果，通常采用其他元素与TiO2掺杂的方式来拓宽其光响应范围。本文主要就元素掺杂锐钛矿型TiO2的原理、方法及其应用现状进行综合评述。

1 TiO2的光催化原理

TiO2的光电效应过程如图1所示。当受到紫外光(波长≤387.5 nm)照射时，TiO2价带的电子因获得光子能量跃迁至导带，从而在价带与导带中分别形成光生空穴(h+)和光生电子(e-)[4-5]，价带中的h+扩散到TiO2表面，与吸附在表面的OH-和H2O反应生成羟基自由基(·OH)[6]，·OH的氧化能力是水体氧化剂中最强的，能将水中绝大部分有机、无机污染物氧化成无机小分子、CO2和H2O。导带中的e-通常参与还原反应，与水中或空气中的氧分子反应生成超氧阴离子自由基(·O2-)，再进一步与水反应生成同样对环境中的污染物具有较强的氧化能力的·OH和·OOH[7-8]。……