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氧空位的引入对纳米TiO2光催化性能的影响及其研究进展

李明辉 , 宋武林 , 曾磊 , 曾大文 , 谢长生

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.15.004

随着对TiO2研究的深入,人们逐渐意识到杂质或缺陷特别是氧空位在TiO2光催化体系中具有重要作用.综述了在TiO2中引入氧空位的主要方法,简要概括了氧空位对TiO2的可见光吸收、能带结构和光催化性能等方面产生的影响,并指出氧空位可控性的重要性以及TiO2光催化材料在未来应用的机遇和挑战.

关键词: 氧空位 , 可见光吸收 , 二氧化钛 , 光催化 , 氢化 , 氮掺杂

反应溅射TiO2-xNx膜的可见光吸收性能

赵明 , 方玲 , 张弓 , 庄大明

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2004.01.018

用中频交流反应磁控溅射方法制备了N掺杂的TiO2薄膜.利用光电子能谱(XPS)对薄膜的成分进行了分析,并研究了薄膜的可见光吸收性能.结果表明:反应气体中N2的质量分数是影响薄膜中Ti-N键的主要因素;在N2气氛中380℃退火有利于提高N掺杂的含量;厚度的增加使薄膜的吸收性能在紫外到可见光区都有提高;含N量为1.5%的TiO2-xNx薄膜吸收限由TiO2薄膜的387nm红移至441nm.

关键词: 无机非金属材料 , TiO2薄膜 , N掺杂 , 中频交流反应磁控溅射 , 可见光吸收

硼在纳米晶氧化钛中的掺杂状态

赵燕宁 , 刘岗 , 孙成华 , 李峰 , 逯高清 , 会成明

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2008.02.003

用两步水热合成方法制备硼掺杂纳米晶TiO2粉体,研究了硼在纳米晶氧化钛中的掺杂状态.结果表明,一定硼源加入和水热过程是在TiO2粉体中实现有效硼掺杂的必要条件.当硼含量较高时,硼原子在Ti02表面形成具有可调节Ti02能带结构的B-Ti-O表面掺杂态,可有效提高TiO2的可见光吸收性能,而且可见光吸收强度随着硼掺杂量的增大而提高.

关键词: 无机非金属材料 , 纳米晶TiO2 , 两步水热合成 , 硼掺杂态 , 可见光吸收

氮硫掺杂介孔TiO2 薄膜结构及其光催化性能

李辉 , 王金淑 , 李洪义 , YIN Shu , SATO Tsugio

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00909

分别以Ti(OBun)4和Pluronic F127为无机前驱体和模板剂,以硫脲为添加剂,采用sol-gel法结合蒸发致自组装法(EISA)制备了锐钛矿结构的介孔TiO2薄膜材料.采用SEM、 XPS、N2 吸附脱吸、XRD和 UV-Vis光谱对其进行了表征. 研究发现,向前驱体溶液添加硫脲一方面改变了TiO2的介孔结构,另一方面对介孔TiO2进行了N、S共掺杂. 当溶液中硫脲与Ti(OBun)4的摩尔比为2.5%时,介孔TiO2的孔径由未掺杂的7.0nm增至12.4nm,光催化降解甲基橙实验表明其在紫外光区具有最优的光催化活性;当溶液中硫脲与Ti(OBun)4的摩尔比为5%时,其吸收边由380nm扩展至520nm,光催化降解罗丹明B实验表明其在可见光下显示出最优的光催化活性.

关键词: 介孔TiO2 , 氮硫共掺杂 , 可见光吸收 , 光催化

一步水热模板法制备Cu-TiO2异质结构纳米粒子

赵鹏君 , 吴荣 , 侯娟 , 常爱民 , 关芳 , 张博

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12188

以聚乙二醇(PEG)为软模板剂,采用一步水热法合成了具有异质结构的铜-二氧化钛复合纳米粒子.利用X射线衍射谱(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等分别对制备材料的相组成、微观结构进行了研究.结果表明,一步水热法制备的异质纳米粒子由单一立方相铜和锐钛矿相二氧化钛组成.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)在单一粒子中观测到清晰的铜(101)和二氧化钛(111)晶面构成的界面.该界面有助于二氧化钛光生电子-空穴对的分离.同时,所制备纳米粒子的颗粒尺寸和光吸收特性可以通过改变PEG分子链长进行微调.本研究还对水热过程的反应机理进行了讨论,结果表明:PEG与铜氨络合物通过氢键连接,其链长对于粒子尺寸的影响在于PEG对Cu颗粒的尺寸进行的调节,而此过程中二氧化钛的晶粒尺寸并无明显变化.紫外-可见吸收光谱表明该异质纳米粒子与普通二氧化钛纳米粉体相比,对可见光区光谱有较为强烈的吸收.该界面纳米材料是一种有潜在应用价值的光催化材料和太阳能电池材料.

关键词: Cu-TiO2 , PEG , 异质结构 , 水热 , 可见光吸收

镓掺杂对二氧化钛薄膜光吸收性能的影响

邓泉荣 , 李义奇 , 陈恋 , 王升高 , 王戈明

人工晶体学报

通过向TiO2粉体中加入质量分数为1%~15%的Ga2O3粉末,制备了Ga掺杂的TiO2陶瓷靶,并采用脉冲激光沉积法(PLD)用陶瓷靶制备出TiO2薄膜,将薄膜于800~1000℃下退火.对薄膜结构和光学性质的研究表明1000℃退火条件下浓度为1% Ga2O3掺杂能有效将金红石相TiO2的禁带宽度减小至2.62 eV,使其吸收边红移动至470 nm.

关键词: TiO2薄膜 , 脉冲激光沉积 , Ga掺杂 , 可见光吸收

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