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  1、理他書殆2015年第3期国内外纳米TiO2光催化剂的改性研究现状陈培思(周口师范学院，河南周口466000)摘要较低的光童子效率限制了Ti02光催化技术的实用化.提高TiO2丸査子效率的重要手段是对其改性。本文蛭述了贵金属沉积、元素推余、复合半导体、表面光敬化.表面跋化寻TiO2光催化剂改性方法及原理。并展望了TiO2光催化刑改性研究的未来保持362TiO2在复杂环境下的稳定性兼顾生产所带来的成本，并提高其回收利用率。关皱诃Ti02；光催化剂；改性一、纳米02光催化剂的改性1 贵金属沉积纳米TiO卓面贵金属沉积能够有效捕获光生电子，将高活性的惰性金屈负载在Ti02表面后由于贵金属的费米能级

  2、小于TiO2费米能级，二者接触后戟流子将总新分布，电子从Ti02扩散向贵金.Ti02表面的电子密度滅小，抑制了电子和空穴复合能够有效提升催化活性。常用的贵金属有Pt.PdsAg.AuRu等，其中Pt最为常用。张金龙用溶胶-凝胶法制备了Pd、Pt沉积于V5+注入TI02上的新型光催化剂，研究方向,其在可见光下对丙烘的光催化活性要比未沉积时高几十倍。贵金属沉积在TiO2表面能大大的提升Ti02的光催化性能.但沉积量过大会使金属成为光生电子空穴的复合中心，会提髙电子-空穴的复合几率，有碍光催化反应的进行，所以贵金属的沉积最应控制在一个合适范围。此外，该方法对催化剂进行改性的成本相对较

  3、直。因此,沉积金属的选择以及探索沉积量的研究，也是未来贵更金属沉积研究的方向。2 元素掺杂(1) 金属离子的掺杂柱TiO2中挨杂金展离子一方面能够影响电子和空穴对的复合几率,改善光催化效果,另一方面,能够使Ti02的吸收波长范围扩大到可见光区,增加对太阳能的转化和利用。(2) 非金属元素的掺杂张理元等制备了N掺杂Ti02纳米管其研究表明光催化降解150min后,掺N的T102纳米管使光催化效率提高了11.1%。N的掺杂降低了Ti02的禁带宽度，同时降低了电子和空穴的复合几率,有利于光催化活性的提高。与其他捧杂方法相比.非金属摊杂改性Ti02的氧化性能降低，有大廉中间产物生成,适成氧化降解不够彻

  4、底，因此，非金属元索的掺杂改性还需要更深入的研究。(3) 共掺杂单元素掺杂会造成电荷的不平衡降低其光催化性能，而共挨杂不仅实现Ti02光催化剂的可见光激发拓展光响应范围，还提高了其光催化活性。王剑波等3囲溶胶胶法制备了Fe3Ce3+共掺杂的Ti02光催化剂通过对水溶液中罗丹明的降解来研究其光催化活性。实验表明,共掺杂催化剂的光催化活性得到提高。3复合半导体半导体复合是提高光催化效率的有效手段之一。用浸溃法和混合溶胶法等可以制备二元和多元复合半导体。半导体复合本质上避一种颗粒对另一种颗粒的修饰。通过半导体的复合可提升系统的电荷分离效果，扩展Ti02光谱相应的形响范围。其复合方式包括组合.掺杂

  5、、多层结构、异相组合等。XZLJ等利用溶胶-凝胶法制备了新型的WOx-TiO2光催化剂并在水溶液中加入亚甲基蓝作为降解物来评价其光催化性能。研究表明.在可见光下.水溶液中的亚甲基蓝被WOx-Ti02成功降解。在本实验的条件下WOx的含量为3%是最佳，此时降解速率最亂实验证明，由于Ti02中掺杂了WOx,从而抑制T光生电子和空穴的复合提高了光盘子产率和催化效率。复合半导体通过改变粒子的尺寸来调节半导体的带隙和光谱吸收范围，提高可见光的利用率,目前仍是材料学者的研究热点之一O4、表面光敏化表而光敏化改性也存在着不足。一方面，光敏化剂需吸附在Ti02表面.而在降解过程中.有些污染物也会吸附在

  6、Ti02表面，此时就会产生吸附竞争。另一方面，由于大部分光敏化材料是吸光物质，具有吸光性的光敏化材料绥响了TiO2光催化效率的提高且易于受外界离子的形响因此不够稳定。此外有些光敏染料使用成本比较高，如钉基染料。因此,寻找合适的光敏化材料,更好地改善敏化条件，采用包埋、吸附等提高太阳光的使用效率,会是今后表面光敏化的研究直点。5、表面酸化增强催化剂表面酸性能够有效提升Ti02光催化效率。.用HC1.HCI04、H2SO4尊强酸修饰TiO2氧化活性高深度氧化辭力强，抗湿性能好，活性稳定。Kozlov等研究之后发现乙醉在Ti02上进行气相光催化降解实验时经过H2SO4酸化处理的催化剂,其降解率随酸度的增加

  7、而增加。表面酸化会形响Ti02表面电子结构，减少表面T13+、吸附02-和0-等表面浓度。表面酸度的增强使TiO2表面氧缺陷位增加,有效地降低了电子-穴的复合，来提升光催化活性。二、展朋这几年在光催化剂Ti02改性方面的研究取得了很大进展，但在提高光催化活性、提髙回收利用率、降低生产所带来的成本等方面仍有待研究。随着研究的不断深入，将获得获得用途广泛、性能优越、经济实惠的催化剂，为环境污染的控制与治理等开辟一条新道路。参考文猷：赵徳明，史总祥，顏晓莉样摻杂过渡金属葛子的纳来二氧化钛光催化氧化对氯苯酚的研究J化工环保,2003,232张理元刘钟怎于晓龙，甘N摻杂二氧化钛纳来管的制各;!L光催化性能研3tJ.U工业进展,2010,27(4)3王创波，张景来,卢寿慈金属共护杂对*02光催化性能的彩响J安微理工大学学41,2004,24.作者简介：陈培思(1992-)tMt河南洛阳人,周口师范学研究方向:化爭。

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