TiO2-yNx纳米光催化剂的制备及其可见光响应机理

• 作者: 卢智宇 姜洪泉 李井申 王城英 闫盼盼
• 来源期刊: 应用化学
• 学科: 化学
• 关键词: 纳米TiO2 氮掺杂 溶胶-凝胶 可见光响应 光催化
• 年，卷（期）: 2010,（12）
• 页码范围: 1413-1418
• 分类号: O614.4|O643.3
• 字数: 4579字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1095.2010.00038

摘要

利用溶胶-凝胶技术,以尿素为氮源,采用原位掺杂方式制备了TiO2-yNx纳米粉体;以亚甲基蓝(MB)溶液在可见光下的光催化降解评价其可见光催化活性;考察了体系初始pH值、N的掺杂量和焙烧温度对样品可见光催化活性的影响. 结合XRD、XPS、ESR和DRS测试技术,研究了N掺杂纳米TiO2的可见光响应机理. 研究结果表明,TiO2-yNx纳米粉体的优化制备工艺条件为:体系初始pH=0.52,掺杂比n(N): n(Ti)=1: 6,焙烧温度为440 ℃. 此条件下制备的样品N含量为0.77%,为单一的锐钛矿相,平均粒径为19.0 nm,具有良好的可见光催化活性. N掺杂导致TiO2纳米粉体的表面羟基含量增加,形成了大量束缚单电子的氧空位;N取代晶格O形成了N-Ti-O和O-N-Ti键合结构. N掺杂导致TiO2纳米粒子的吸收带边红移,对可见光的吸收能力明显增强,这表明N掺杂改变TiO2电子结构,使带隙窄化,降低光响应阈值. N掺杂TiO2纳米粒子的可见光响应归因于N取代掺杂形成的掺杂能级与氧空位形成的缺陷能级共同作用所致.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	姜洪泉	哈尔滨师范大学化学化工学院	18	191	7.0	13.0
2	李井申	哈尔滨师范大学化学化工学院	13	55	5.0	6.0
3	闫盼盼	哈尔滨师范大学化学化工学院	3	17	2.0	3.0
4	卢智宇	哈尔滨师范大学化学化工学院	3	17	2.0	3.0
5	王城英	哈尔滨师范大学化学化工学院	2	15	2.0	2.0