阮运飞，梁春华

（凯里学院理学院，贵州凯里 556011）

二氧化钛（TiO2）是一种白色的两性氧化物，一般可以分为锐钛矿型和金红石型。二氧化钛的性质稳定，光催化活性高，故而成为科学研究的热点。在环境保护（如废水处理、空气净化等）方面得到了大量研究［1］。但是二氧化钛半导体的禁带宽度较宽，只能吸收不足5%的太阳光谱能量且波长小于387 nm 的紫外光，从而使其光催化效率不高。因此，大量文献报道采用稀土和过渡金属元素掺杂［2］、贵金属沉积［3］、非金属元素掺杂［4］、敏化等［5］方法改性，可以提高TiO2对自然光的利用率，进而改善光催化效率。由于稀土元素的原子具有特殊的4f 电子结构，使其具有一些特殊的光电特性，稀土掺杂改性二氧化钛引起了研究者的广泛兴趣。然而，有关钕离子掺杂TiO2的光催化活性研究报道比较少。本实验采用简单且成熟的溶胶-凝胶法制备三价钕掺杂的TiO2，以甲基橙作为目标物，研究了钕掺杂TiO2的吸附特性以及光催化性能。

1 实验

1.1 试剂

钛酸丁酯（分析纯，国药集团化学试剂有限公司），无水乙醇（分析纯，湖南汇虹试剂有限公司），硝酸钕［Nd(NO3)3］·H2O（分析纯，Sigma-Aldrich 公司），冰醋酸（分析纯，武汉亚泰化工试剂厂）。

1.2 仪器

D/MAX-ⅢA 型X 射线衍射分析仪（日本理学公司），XPA 光化学反应装置（南京胥江机电厂），UV-2550紫外-可见光光谱仪（日本岛津公司）。

1.3 Nd3+-TiO2光催化剂的制备

常温下，在分液漏斗中配制A 溶液（钛酸丁酯34 mL、无水乙醇40 mL 混合均匀）；在烧杯中配制B 溶液｛将0.1 mol/L 硝酸钕［Nd(NO3)3］·H2O 溶液10 mL、冰醋酸10 mL、95%乙醇40 mL 混合，充分搅拌｝。将A溶液滴入B 溶液，搅拌至形成Nd3+/TiO2溶胶，常温放置形成凝胶。……