溶剂热合成可见光响应硫氮共掺杂TiO₂光催化剂及其催化还原水中Cr（Ⅵ）

李靖¹，刘天宝^1,2，朱亚鑫¹，王鹏¹，堵锡华¹，张永才³

1. 徐州工程学院材料与化学工程学院2. 伊犁师范大学化学与环境科学学院3. 扬州大学化工学院

摘 要：分别以硫代乙酰胺和硝酸为硫源和氮源,通过一步溶剂热法制得硫氮共掺杂改性二氧化钛催化剂,并通过XRD、TEM、XPS、UV-vis、N₂吸附-脱附和光电流测试硫氮共掺杂二氧化钛（SN-TiO₂）的结构、组成和光电性质。结果显示:N和S元素分别以间隙掺杂形成了O-Ti-N键或通过取代晶格结点的Ti⁴⁺形成了Ti-O-S键,从而形成新的杂质能级,得到禁带宽度减小、可见光吸收增强、载流子迁移速率加快的锐钛矿相SN-TiO₂纳米粉。以Cr（Ⅵ）为模拟污染物,评估了A-SN-TiO₂的可见光催化性能,并将其与硫脲为硫源制备的B-SN-TiO₂、S-TiO₂、N-TiO₂和TiO₂的光催化活性进行了对比。光催化和ESR测试结果显示,A-SN-TiO₂具有更高的催化活性,在光照60 min后,A2-SN-TiO₂对Cr（Ⅵ）的还原率高达100%。此外,研究还发现SN-TiO₂可见光催化还原Cr（Ⅵ）的主要活性物质为·O₂^-。

关键词：共掺杂;二氧化钛;可见光响应;六价铬;光催化;