【摘要】 金属离子掺杂：金属离子掺杂一方面能够提高Ti O2的紫外光活性, 另一方面也能拓展它的光响应范围至可见光区。

金属离子掺杂：金属离子掺杂一方面能够提高Ti O2的紫外光活性, 另一方面也能拓展它的光响应范围至可见光区。金属离子掺杂会引起晶格的畸变，形成缺陷位，并对光催化材料的相转变温度、晶粒大小等产生影响，用于半导体掺杂的金属离子主要包括过渡金属离子、稀土金属离子和无机官能团离子等，其中最常见的是过渡金属离子与稀土金属离子，其改性机理主要是：离子作为捕获中心，价态高于Ti4+的金属离子捕获电子，价态低于Ti4+的金属离子捕获空穴,起到分离电子空穴对的作用；掺杂后在能带间隙间形成掺杂能级，使能量较小的光子也能激发电子和空穴，拓宽了光响应范围；掺杂造成晶格缺陷，有利于形成更多的活性中心。但是金属离子的引入实际上是在TiO2中增加了光生载流子的复合位，这造成光催化脱硝效率的下降，而且过渡金属离子掺杂不利于催化剂的热稳定性。

 

非金属元素掺杂：常见非金属掺杂元素有 C，N，B，P，S，F 等，以N掺杂TiO2为例，根据它们的掺杂化合态 (或者说掺杂形式) 分为置换N、NOx和NHx三类，掺杂后其光催化性能变好原因简单解释为：N掺杂后在带隙间形成一个可吸收可见光的状态；N掺杂引起氧空位，增强了光催化性能。

 

染料敏化：吸附在半导体表面的染料可以吸收各种可见光甚至近红外光，染料吸收可见光后，染料上电子就会从基态跃迁至激发态。当激发态染料的自由电子电位高于 TiO2 导带的电位时，电子会从染料转移至半导体，进而与 O2 等反应生成活性自由基，而染料本身变成正离子自由基。染料敏化关键在于需要激发电子快速注入半导体光催化剂中，同时也要避免激发电子与染料正离子自由基的复合。

 

[1]sun H O, ai Y, Jin W Q, et a Visble lght-riven TiOpcatalysts dopedt with low-concentration ntrogen species[.J.Solar Energy Mater.Solar Cels, 2008,92.76-83

[2] 柏源,孙红旗,金万勤.pH值对氮掺杂TiOz物化性质和光催化活性的影响[J].无机材料学报,2008,23 (2):387-392

[3]柳士鑫,赵林,谭欣,等.N修饰纳米TiOz可见光催化降解氮氧化物[J].化学工业与工程,2008,25 (2) :98-103.

 

科学指南针是杭州研趣信息技术有限公司推出的主品牌，专注科研服务，以分析测试为核心。团队核心成员全部来自美国密歇根大学，卡耐基梅隆大学，瑞典皇家工学院，浙江大学，上海交通大学，同济大学等海内外名校，为您对接测试的项目经理100%具有硕士以上学历。我们整合高校/社会闲置仪器设备资源，甄选优质仪器，为广大科研工作者提供方便、快速、更具性价比的分析测试服务。