Zr掺杂TiO2纳米粒子的合成及光催化性能研究*
2021-12-14任庆云王松涛李汶静范荫恒
功能材料 2021年11期
任庆云,王松涛,李汶静,范荫恒
(1. 集宁师范学院 化学与化工学院,内蒙古 乌兰察布 012000;2. 辽宁师范大学 化学与化工学院,辽宁 大连 116029)
0 引 言
随着我国工业的快速发展和经济水平的不断提高,环境污染问题已经迫在眉睫,治理环境污染成为了发展路上的关键难题[1-4]。目前,在解决环境污染和水污染的问题中,半导体因在光照条件下可以与水中污染物发生氧化还原反应,从而对污染源进行有效地降解,且该反应具有绿色环保、反应速率快、无毒廉价、重复性较高等优点而成为了近年来的治理污染方面的重点研究对象[5-6]。在众多的半导体催化材料中,TiO2凭借着稳定的光化学性能、较高的催化活性、介电常数较高等优点成为了应用最广泛的半导体材料之一[7-9]。虽然TiO2具有优异的光化学性能和电学性能,但是在催化方面也存在一定的缺陷,例如TiO2的光响应范围较窄、光生电子和空穴复合率高等,这些缺陷也大大限制了TiO2的应用[10-12]。目前对于提高TiO2的光催化效率的方法主要有掺杂改性、贵金属沉积、半导体复合和染料吸附,其中掺杂改性由于制备方法简单、成本低且过程可控等特点而应用较多,在掺杂改性过程中,根据掺杂离子的不同分为了金属掺杂、非金属掺杂和共掺杂,掺杂改性在近年来是研究较多的,主要是通过引入掺杂离子扩大了TiO2的光吸收范围,并减少光生电子空穴的复合来提高催化性能的[13-15]。近年来,越来越多的学者开始研究掺杂提高TiO2的性能。……
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