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1、TiO2光催化劑改性研究進展摘要：光催化降解水中有?c污染物技術正受到越來越多的關注。文章綜合介紹了近年來提高TiO2光催化劑光催化活性的途徑，包括半導體復合、貴金屬沉積、離子摻雜，并提出了該技術進一步研宄可能的方向。除此之外，通過改性手段，將光能轉化為一種可被物質(zhì)吸收的能量形式，使有機污染物得到降解，將是該技術未來研究的另一重要方向。本文采集自網(wǎng)絡，本站發(fā)布的論文均是優(yōu)質(zhì)論文，供學習和研究使用，文中立場與本網(wǎng)站無關，版權和著作權歸原作者所有，如有不愿意被轉載的情況，請通知我們刪除己轉載的信息，如果需要分享，請保留本段說明。關鍵詞：光催化；降解；
2、Ti02；有機物自上世紀20年代以來，隨著工業(yè)和城市的迅速發(fā)展，進入水體的難降解有機物(ROM)的數(shù)量和種類都急劇增加，給水處理帶來了越來越大的壓力和困難。早期使用的砂濾、混凝，甚至生物降解等方法已經(jīng)不能完全滿足水處理的需要［1］。1972年Fujishima和Honda發(fā)現(xiàn)的Ti02光分解水反應［2］，引起；T各國研究者對半導體光催化反應的關注。大量研究表明，H02不僅能夠降解水和空氣中的烷烴、烯烴、脂肪醇、酚類、羧酸、各種簡單芳香族化合物及相應的直代物、染料、表面活性劑、除草劑、殺蟲劑等有機物，還可以將水中的無機金屬離子沉積出來［3］。本文主
3、要對近年來TiO2的改性研宄進行總結概括。1.H02光催化反應研究TiO2是白色粉末狀多晶型化合物，自然界中有金紅石型、銳鈦礦型和板欽礦型3種T102晶型結構。板鈦礦型含量少且性質(zhì)不穩(wěn)定，工業(yè)上主要利用前兩種晶型，其中銳鈦礦型的TiO2光催化活性更高［4］。半導體光催化作用的機理是以能帶理論為基礎的。一般情況下，電子不會由價帶躍遷到導帶。當用能量大于禁帶寬度的光照射半導體時，價帶上的電子（e-）被激發(fā)躍遷到導帶上，并在價帶上留下相應的空穴（hvb+）。光生空穴是一種強氧化劑（EVB=?3.lVvs.NHE），導帶上的電子是一種強還原劑（ECB=?
4、-1.2Vvs.NHE），因此在半導體表面形成氧化還原體系，大多數(shù)有機物和無機物都能被光生載流子直接或者間接地氧化和還原。TiO2的帶隙能Eg［5］為3.2eV，其具有的能量相當于X-387.5nm光子具有的能量，因此常用的銳鈦型Ti02光催化所需的最小的入射波長為387nm。2提高光催化劑活性的途徑2.1半導體復合近年對半導體復合的研究有TiO2/SnO2、TiO2/CdS、TiO2/WO3、TiO2/ZnO、Ti02/Bi2W06等。其中TiO2/CdS研究最為廣泛。Ghows［6］提出YTiO2/CdS降解活性黑5光催化反應機理與降解方程式
5、，最終達到活性黑5礦化。Yang［7］采用溶膠-凝膠法制備出Ti02/Sn02/Zn0復合催化劑，增強電荷分離，從而顯著提高了光催化活性。Maeda［8］等采用滲透-沉淀法制備Ti02/Co(Oil)2,促進電子由Co(Oil)2遷移到Ti02的導帶。2.2貴金屬沉積通過貴金屬沉積改變電子分布情況，使電子從半導體不斷遷移到貴金屬，形成肖特基勢壘，避免電子與空穴之間發(fā)生復合，從而提高催化效率。常用的沉積貴金屬有Pd、Au、Ru、Ag、Pt等，其中對Pt的研究最廣泛。貴金屬的沉積量、顆粒粒徑、價態(tài)、分散程度等因素對光催化活性有著直接影響[9]QTho
6、mas[10]在Ti02沉積Au在太陽光條件下降解美藍，其處理效率為未沉積Au的3倍。2.3離子慘雜主要摻雜的非金屬元素包括摻雜物的濃度、電荷的轉移和復合、摻雜離子的組態(tài)等因素都影響光催化的活性。白俊強[11]通過Ni摻雜，Ti02超薄納米帶的禁帶寬度從從3.2cV降為2.9eV。Choi[12]研究發(fā)現(xiàn)Fe3+、0s3+、Ru3+、Mo5+、Re5+、Rh3+和V4+的摻雜可以提高光催化效率除單一摻雜金屬或非金屬元素外，金屬離子間、非金屬元素間或金屬離子和非金屬元素間的共摻雜也可以提高催化活性并且有效拓展光催化劑所需的波長的光響應范圍。3結論與
7、展望光催化降解有機物具有一定的優(yōu)點，如大部分有機物能徹底無機化、副產(chǎn)物少。但是H前受到催化劑降解效率慢、太陽光利用率低等因素影響，還未完全實用化。今后的研宄將主要集中在以下幾方面：(1)提高催化劑的催化活性即提高催化劑的量子效率。進一步完善催化劑的改性和固定化技術，將貴金屬、金屬離子、光活性物質(zhì)加入光催化劑中，或者將多種光催化劑復合，從而提高光催化劑活性，尋找其它高效的催化劑。(1)提高對太捫光的利用率。光催化效果較好的催化劑TiO2，吸收利用的光譜和太陽光秉合的部分很少，使得對太陽光的利用效率不高。事實上，光子的能量值近似為3.2X10-19J
8、,這個值足夠使化合物的化合鍵斷裂。因此，尋找一種光催化劑，將光能轉化為一種可被物質(zhì)吸收的能量形式，使物質(zhì)被降解將是未來研究的重要方向。參
