可见光下掺N附Ag纳米TiO₂的光催化降解甲基橙

来源期刊：粉末冶金材料科学与工程2016年第5期

论文作者：张鹏飞 李晓维 伍兴科

文章页码：775 - 782

关键词：N掺杂;Ag沉积;纳米TiO2;可见光;甲基橙;光催化降解;

摘    要：采用溶胶–凝胶法制备纯TiO₂和掺氮TiO₂纳米颗粒（N-TiO₂）,然后通过光催化还原在其表面附Ag,得到表面附Ag的纳米TiO₂（即Ag/TiO₂）和掺N附Ag纳米TiO₂（即Ag/N-TiO₂）,利用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）、光致发光光谱仪（photoluminescence spectroscopy,PL）、X射线光电子能谱（XPS）以及紫外可见漫反射光谱分析（UV-VIS DRS）对TiO₂及其掺杂改性后的组成和结构、光吸收性能以及可见光下对甲基橙溶液的光催化活性等进行表征。结果表明,所有样品均为锐钛矿型,Ag/TiO₂的平均晶粒度为20.4 nm;N以替代型N-Ti-O、间隙型Ti-O-N（或氧化态Ti-O-N-O）的形式存在于晶格中,银以Ag0形式附着在TiO₂表面;N掺杂抑制TiO₂晶粒的生长,并抑制光生电子与空穴的复合,从而促进TiO₂对可见光的吸收;表面附Ag对TiO₂晶格没有明显影响,但在450⁵80 nm可见光区产生强烈的表面等离子吸收带并延长至近红外区。TiO₂及其掺杂改性后对甲基橙的光催化效果为Ag/N-TiO₂>Ag/TiO₂>N-TiO₂>TiO₂（或Degussa P25）,Ag/N-TiO₂在可见光下对甲基橙（p H=3）进行光催化降解,150 min时降解率达到95%。