第36卷，第4期 2016年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 36 ,No. 4 ,pp1133-1138
April, 2016
可见光响应SO一/Ce-TiO的光谱特征及催化性能
马惠言，刘正江，程琳，杨桔材，张前程
内蒙古工业大学内蒙古自治区工业催化重点实验室，内蒙古呼和浩特010051
摘要采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂TiO2，经HzSO处理得到酸化Ce掺杂TiO2。利用X射线衍射(XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、吡啶吸附红外光谱（Pv-FTIR）、紫外-可见光漫反射光谱（UV-Vis)及 X射线光电子能谱(XPS)技术对样品的性质进行了表征，以罗丹明B(RhB)在样品上的可见光催化降解为模型反应，评价了所制备样品的光催化性能。XRD测试结果表明，铺掺杂使TiO：产生晶格缺陷、粒径减小，有利于光生电荷的转移，继而提高催化剂的活性；FTIR谱图说明SO-以桥式双齿配位吸附形式存在；Py-FTIR谱图显示，酸化铺掺杂TiO:样品表面同时存在Bronsted和Lewis酸位，但以Lewis酸为主。Lewis酸中心的缺电子性质有利于样品表面的光生电子与光生空穴分离，从而改善催化剂的活性；UV-Vis结果表明，Ce接杂减小了TO的带隙能，引人的杂能级能够捕获导带上的光生电子和价带上的光生空穴，降低光生电子空穴对的复合儿率；同时还可以使能量较小的光子邀发杂能级上捕获的电子，拓宽光响应范围： XPS分析表明SO-/Ce-TiO:样品上同时存在Ce+/Ce+的混合价态，Ce+/Ce+氧化-还原转换有助于TiO2 受光激发后产生的光生电子和空穴的分离，从而提高光量子效率。酸化Ce掺杂TiO：对RhB的可见光催化降解反应有很好的活性，实验结果证明，H:SO：酸化和Ce掺杂的协同作用改善了样品的可见光响应，促进了其可见光催化反应活性。
关键调可见光；二氧化钛，掺杂；铺；光谱特征
中图分类号：0643
引言
文献标识码：A
DOI : 10. 3964 /j. issn. 1000-0593 (2016 )04-1133-06
转换有助于TiO：受光激发后产生的光生电子和空穴的分离，从而提高光量子效率。这些都能促进改性TiO的光催化性能」。此外，T0：表面的酸化处理能在表面产生酸性
金属半导体氧化物多相光催化是一项很有前途的绿色催化技术，日益受到研究者们的关注，尤其对多相光催化反应和技术、光催化机理和材料等开展了深入的研究1-3」，其中大量的工作集中在开发高效光催化材料降解环境污染物的研究领域。
TO：以其廉价、无毒和优良的化学稳定性及光学稳定性等优点，成为最常见的光催化剂。但较大的带原能（E 3.2eV)使其只能利用紫外光，限制了TiO2光催化技术的实用化，而且较高的光生电子和空穴复合率，导致TiO2的光量子效率降低，影响其光催化反应的效率。为了解决这些问题，研究者们做了许多工作对TiO：进行改性，如金属离子掺杂及表面修饰处理等-汀。
稀土元系Ce具有独特的电子绪构，Ce接杂在TiO中能引人杂能级，导致TiO2带隙变窄；Ce+/Ce+氧化-还原收稿日期：2015-01-09，修订日期：2015-04-18
位。酸位的存在能够抑制光生电子和空穴的复合，或使TO 表面产生更多的羟基自由基（·OH），有助于TiO2光催化性能的改善。
研究中制备了Ce掺杂的TiO:，用不同浓度的H:SO:对其表面进行修饰，并通过光谱表征绪果，探讨样品可能的可见光响应机制。以罗丹明B(RhB)在水溶液中的可见光催化降解为模型反应，评价所制备样品的光催化性能。
实验部分 1
1.1主要原料
钛酸四丁酯（TBT）：AR，阿拉丁试剂（上海)有限公司；浓硫酸、硝酸铺、无水乙醇和冰乙酸：AR，天津市光复精细化工研究所。
基金项目：国家白然科学基金项目(20966006），内蒙古白治区自然科学基金项目(2014MS0218)资助
作者简介：马惠言，1975年生，内蒙古工业大学博士研究生
*通讯联系人
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