（硼,過渡金屬）共摻雜TiO2設(shè)計、制備及光催化性能研究.pdf

1、在各類研究的半導(dǎo)體光催化材料中，TiO2因其成本低、高穩(wěn)定性以及環(huán)境友好等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注。但是催化劑自身的寬帶隙(Eg=3.2eV)和高電子-空穴復(fù)合率限制了TiO2在太陽光下催化效率，影響了它在實際環(huán)境中的應(yīng)用。
　　本文以溶膠凝膠法制備了非金屬硼（B）與過渡金屬（M=Zr，Ta，Y）共摻雜納米TiO2光催化劑，通過光催化降解亞甲基藍(lán)表征光催化劑性能，并結(jié)合XRD、Raman、SEM、BET、XPS、UV-vis等測試手段分析

2、共摻雜對納米TiO2的結(jié)構(gòu)，電子性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)的影響以及催化改性機制。
　　本論文包含三個部分，第一部分研究了B-Zr共摻雜改性TiO2光催化劑。結(jié)果表明B-Zr共摻雜樣品降解亞甲基藍(lán)的效率是未摻雜TiO2的2倍。實驗結(jié)果表明催化效率的提高可以歸結(jié)于幾方面因素：1）摻雜抑制了TiO2晶粒長大，增大了光催化劑的比表面積；2）B將處于TiO2晶格的間隙位置促進(jìn)形成[Ov··-Ti3+]+復(fù)合結(jié)構(gòu)，抑制光生載流子的再復(fù)合；Zr4+離子將

3、取代Ti4+離子并在禁帶中形成雜質(zhì)能級增大光催化劑在可見光區(qū)域的光吸收。
　　第二部分討論了B-Ta共摻雜改性TiO2光催化劑。通過對亞甲基藍(lán)的降解發(fā)現(xiàn)B-Ta和Ta摻雜都可以提高催化效率，但是共摻雜樣品的效果更明顯。與前面的結(jié)果類似，B和Ta摻雜可以抑制TiO2晶粒生長，增加催化劑的比表面積；同時B離子仍然處于間隙態(tài)位置，起到抑制載流子復(fù)合的效果。但是Ta摻雜并未明顯增加可光吸收。Ta5+離子取代Ti4+離子增加晶格的電子密度和