第04期综述专论
TiO,光能化剂改性方法研究进展
TiO,光催化剂改性方法研究进展
张蕾李巧玲杨晓峰
（中北大学理学院化学系山西太原030051）
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摘要：T10,是最常见的光垒化材料。本文在闹明T:02光能化反应机理的基硅上，从贵金属况积、复合半导体、非金属移杂、金属离子掺杂、光敏化
几个方面综述了TO光集化制改性方选的创究现状。关键词：TO：光催化；改性；研究进黑
中图分类号：X506
引言
文融标识码：A
文京编号：T16728114(2012)0402304
电子吸收相等或高于半导体禁带宽度的能量就可以被激
作为一种新型的催化方法，光催化技术日益受到人们的关注。光催化技术可以直接利用太阳能催化氧化污染物，这使其在环境净化领域具有很大潜力1-其
锐钛矿TiO由于具有催化活性高、氧化能力强、无
毒，价廉等特点而成为最为广泛使用的光催化剂，也是研究最多的光催化剂4-7。TiO,作为最佳性能的光催化剂，以其为主的光催化研究已取得了巨大的成果。在过去几年，已有大量文献对TO的改性研究进行了综述，与此同时也有新的TiO,改性方法在不断涌现，及时对它们进行总结，有利于整体了解和把握TO光催化改性的研究现状，为确定未来研究方法奠定基础。本文对近年来TiO,改性研究中的贵金属沉积、复合半导体、非金属掺杂、金属离子掺杂、光敏化这几种改性方法发展做一综述。
1TIO2光催化原理
TiO,的半导体能带结构是它具有光催化性的根本原因。根据能带理论，率导体它有一系列的空带和一系列的满带，底端的空带称为导带，顶端的满带称为价带，空的导带和充满电子的价带之闻的区域叫做带原，也称为禁带宽度。锐钛型TiO,的禁带宽度为3.2ev，价带上的
作者简介：张留(1987-)，女，在波硕士。杨变婷，男，博士，器土生导师
万方数据
发跃迁到导带上，产生电子-空穴对。
电子迁移到半导体表面和吸附其上的电子接受体发生还原反应，通常电子接受体是0，可以生成-02、HO,等活性氧白由基继续参与反应。而空穴也可以和吸附于半导体表面的电子给体提供的电子复合，从雨发生氧化反应，如空穴与H,O反应生成具有很高活性的羟基自由基·OH。这些自由基和污水中的污染物发生氧化还原反应，达到降解污染物的目的。
空穴和电子除了以上过程外，它们在半导体内部和
表面也很容易发生复合，并释放出能量。 2TIO2光催化剂的改性
Ti0作为光催化剂存在着不足，首先，3.2ev 的禁带宽度决定了能激发电子跃迁的光波长范围是入≤387nm，太阳光谱中只有5%的紫外光区才会被吸收；其次，TiO,受光激发出的空穴和电子极易复合。这二者都在很大程度上降低了TiO,的量子效率。
目前，文献已经报道了多种TiO,光催化剂的改性方法。总体来说，就是通过拓宽光吸收波长范围和抑制电子和空穴复合，以达到提高TiO的催化性能的目的。
2.1贵金属沉积
微量的贵金属沉积于TiO,上，可以使电子和空穴发生分离，改变电子的分布状况。电子和空穴会分别定域在贵金属和TiO,上并在不同位置上发生氧化还原反应。经贵金属沉积后的TiO,因电荷的有效分离可以抑制电子