氮、银共掺杂TiO₂可见光催化剂的制备及表征

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1. 国电科学技术研究院有限公司2. 南京信息工程大学海洋科学学院3. 埃迪斯科文大学工程学院

摘 要：采用改进的溶胶-凝胶法制备N,Ag共掺杂TiO₂光催化剂。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis）等表征手段对光催化剂物化性质进行表征。结果表明:N元素以取代的方式掺入到TiO₂晶格之间,但不能抑制催化剂晶粒长大,而Ag元素的加入抑制晶粒生长;N,Ag共掺杂TiO₂禁带宽度降幅最大。苯酚光催化降解实验表明,改进的溶胶-凝胶法制备的催化剂光催化效率明显高于沉淀法制备的催化剂,在紫外-可见光照射120 min后,N,Ag共掺杂TiO₂的光催化效率达到51.3%;在可见光照射360 min后,光催化效率能够达到51.7%,可见光响应并不以牺牲其紫外活性为代价。其原因是N,Ag共掺杂不仅可以降低TiO₂的带隙,将其吸收阈值调控至可见光区域,而且增加了催化剂的氧空位浓度,显著增强了催化剂对可见光的响应,从而提高可见光催化降解效率。

关键词：二氧化钛;光催化;氮、银共掺杂;可见光响应;制备;