彭富昌
,
高洪林
,
柳清菊
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.02.021
采用溶胶-凝胶法制备了稀土钐掺杂的纳米TiO2光催化剂(Sm-TiO2),通过XRD、XPS、UV-Vis-DRS、PL、Nano-sizer纳米粒度分析仪等对Sm-TiO2样品进行表征和分析,以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同掺杂浓度样品对MB的光催化降解效果.结果表明,Sm的替代掺杂引起的晶格畸变促进了金红石相的形成,但晶界及表面的Sm物种抑制了TiO2从锐钛矿相向金红石相转变,细化了晶粒.适量的Sm掺杂使TiO2的吸收光谱阈值红移,有效降低了光生电子-空穴对复合率,提高了TiO2光催化活性.当pH值=2、掺杂量n(Sm)∶n(Ti)=0.006、热处理温度为500 ℃时,Sm-TiO2样品在普通日光灯下光催化降解MB的活性最高,其一级表观速率常数较相同条件下纯TiO2提高了约4倍.
关键词:
Sm掺杂
,
纳米TiO2
,
光催化
彭富昌
,
崔晏
,
高洪林
,
柳清菊
人工晶体学报
采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和稀土Sm掺杂TiO2纳米粉体( Sm-TiO2),通过XRD、XPS、FT-IR、UV-Vis-DRS、PL和Nano-sizer纳米粒度仪等对样品进行表征,以亚甲基蓝( MB)的光催化降解为探针反应,探讨稀土Sm掺杂对纳米TiO2的结构和可见光催化性能的影响。结果表明,Sm掺入TiO2后在表面存在Sm3+和Sm2+两种价态, Sm掺杂抑制了TiO2从锐钛矿向金红石的相转变,阻碍纳米晶粒生长,增加了纳米粉体表面羟基含量；适量的Sm掺杂能使TiO2吸收光谱的阈值波长红移,有效降低光生e-/h+的复合率,提高TiO2光催化活性。热处理温度500℃时,掺杂1.0wt%Sm的纳米TiO2样品在普通日光灯下对MB在6 h内的光催化降解效率达97%,明显高于同等条件下Degussa公司产品P25的降解率56%。
关键词:
纳米TiO2
,
Sm掺杂
,
光催化活性
