田野
,
桑换新
,
王希涛
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2012.20353
以钛酸丁酯为前驱体,以NaH2PO4为掺杂离子给体,采用溶胶-凝胶法制备了系列P掺杂的TiO2光催化剂,运用N2吸附-脱附、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外吸收光谱、激光拉曼光谱、紫外-可见光漫反射等技术对催化剂进行了表征.结果表明,适量掺杂的P可以进入TiO2骨架中,而掺杂量过高时,P将溶解于TiO2晶格间隙中；P掺杂后的TiO2均为具有介孔结构的锐钛矿晶型纳米颗粒,其晶粒变小,分散度明显提高.适量P掺杂增大样品的比表面积,并使得TiO2禁带内引入杂质能级,降低了禁带能量,增加了光生电子和空穴的分离性能,提高了TiO2的吸光性能.光催化甘油水溶液制氢反应结果表明,P掺杂的TiO2表现出远高于纯TiO2的光催化活性；5％P掺杂样品在紫外光和模拟太阳光辐射下,其最高产氢速率可分别达1838和209 μmol/(g·h).这与掺P后晶粒变小、比表面积增大、禁带能量降低以及光生电子和空穴的分离性能增加有关.
关键词:
磷
,
掺杂
,
二氧化钛
,
纳米颗粒
,
光催化
,
甘油水溶液
,
制氢
桑换新
,
田野
,
王希涛
,
陶磊
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12142
采用溶胶-凝胶法制备了TiO2和Bi掺杂的TiO2纳米颗粒,用N2吸附-脱附、SEM、XRD、FT-Raman、UV-Vis DRS对光催化材料的孔结构、表面构造、能带结构、吸光特性进行了表征,并考查了其光催化甘油水溶液制氢反应的活性.结果表明:Bi掺杂后的TiO2为介孔结构的锐钛矿晶型纳米颗粒,其分散度明显增加,晶粒变小,比表面积增大；Bi掺杂使得TiO2禁带内形成杂质能级,降低了禁带能量,增加了光生电子和空穴的分离效率,有利于将TiO2的吸光带边界扩展至可见光区；Bi掺杂的TiO2样品表现出了远高于纯TiO2的光催化甘油水溶液制氢性能,2mol％Bi掺杂的样品在紫外光和模拟太阳光辐射下表现出了最高产氢活性,其速率分别为3534.8 μmol/(h.gcat)和455.7 μmol/(h.gcat).
关键词:
Bi掺杂TiO2纳米颗粒
,
光催化
,
甘油水溶液
,
制氢
