2008年27农第9期
稀有金属快报
维普资讯http:/we
溶胶一凝胶法制备含氮TiO,光催化剂及其表征
于艳辉，徐传友
（河南理工大学，河南焦作454003）
摘要：以钛酸四丁酯为钛源，碳酸铵为掺杂剂，采用溶胶-凝胶法制各了含氮的二氧化钛光催化剂。用X射线衍射对制备的试样进行物相分析，扫描电镜观察结构与形貌。用光电子能谱仪(XPS)傲表面分析，以罗丹明B水溶液的光催化降解为模型反应，评价了所制备的试样的光催化活性。结果表明，用3种原料配比制备的TO，粉末均为锐钛矿型结构。其中钛酸四丁酯与碳酸铵摩尔比为1：2试样光催化效果最好，其TiO,颗粒为纳米级尺寸，且粉末分散均匀。
关键词：溶胶-凝胶法；二氧化钛；氮掺杂：光催化剂
中图法分类号：TQ134.1 1引言
文献标识码：A
随着全球环境污染的日益严重，光催化材料近年来一直是材料科学研究的热点。半导体光催化剂在环境保护领域越来越受到人们的重视。TiO，因其具有强氧化性和还原性而成为最受重视的一种光催化剂，广泛应用于环境保护、表面工程和生物医学等领域(1-4)。由于小尺寸和表面效应使纳米微粒具有较强的光吸收能力。纳米TiO，有3种不同晶型：锐钛矿型、金红石型和板钛矿型，在一定条件下不同晶型可以相互转化(5]。
自1972年Fujishima等(6)首次报道TiO电极表面光催化分解水制备氢气的实验结果以来，TiO，作为一种光催化材料因其良好的光化学稳定性、抗磨损性和廉价无毒等特点备受人们的重视，在降解污染物及杀菌方面的研究不断深入(7.8)。TiO，不仅能够将污水中的有机污染物降解为CO,和H,O，同时也可氧化分解除去大气中低浓度的氨氧化物（NO,）和硫化物(HS)等有害气体。虽然TiO是目前公认的光催化反应最佳催化剂，其制备方法有多种，
收稿日期：2008-0605
文章编号：1008-5939(2008)09-031-04
其中溶胶凝胶法以其合成温度低，纯度高，均匀性好，化学组分易控制等优点而被广泛采用[9,10]。传统的溶胶-凝胶工艺通常是以价格昂贵的钛醇盐为原料，加人有机物络合剂以抑制钛的水解，并加入强酸以增加溶胶体系的稳定性，成本较高。 Iriel.2)等采用在氨气流中熳烧锐钛矿型TiO,粉末的方法制备了均匀的含氮锐钛矿相TiO2，其吸收光谐向见光方向发生红移。根据XRD和XPS分析，作者认为氮取代了TiO，晶格中的部分氧原子，在价带上方形成了一个独立的窄的N2p能带，这个独立存在的窄N2p带能够影响催化剂在可见光下的吸收。
本实验采用溶胶-凝胶法制备TiO2，考到结构和性能受到原料摩尔比、焙烧温度和焙烧时间等多种因素的影响，因此为了获取更高性能的纳米TiO光催化剂，有必要对其制备条件进行优化。本实验就原料配比等对所制备的TiO，光催化性能的影响进行了考察，并通过XRD，TEM，XPS， UV-Vis对样品进行了表征。最后用罗丹明B水溶液的光催化降解为模型反应，评价所制备的TiO，的光催化活性。
作者简介：于艳辉，女，1982年生，硕士研究生，河南理工大学材料学院，河南焦作454003，电话：15036505903，
Email: yuyanhui0106@126.com