溶胶－凝胶法制备TiO2和掺铁TiO2及其纳米粒子的局域结构分析

姜炳植， 金林虎， 赵莲花

（1.延边大学理学院物理系，吉林延吉 133002；2.延边大学理学院化学系，吉林延吉 133002）

溶胶－凝胶法制备TiO2和掺铁TiO2及其纳米粒子的局域结构分析

姜炳植1， 金林虎1， 赵莲花2

（1.延边大学理学院物理系，吉林延吉 133002；2.延边大学理学院化学系，吉林延吉 133002）

采用溶胶－凝胶法分别在500℃和600℃烧结温度下制备了掺铁TiO2，而且在相同条件下制备了纯TiO2.XRD测量结果表明：纯TiO2和掺杂0.07%（摩尔分数）铁的TiO2样品均为锐钛矿相，粒径范围为10～25nm；样品粒径随烧结温度的升高而增大，但是掺铁样品的粒径比相同条件下制备的纯TiO2样品的要小.钛原子K-吸收端的EXAFS分析表明：与纯TiO2样品相比，掺铁TiO2样品的氧配位距离缩小，氧配位数增加，减少了氧空位；在不同烧结温度下制备的掺铁TiO2样品中，铁原子都进入了钛原子位置.

溶胶－凝胶法；掺铁TiO2；EXAFS

0 引言

自1972年A.Fujishima和K.Honda在n-型半导体TiO2电极上发现水的光电催化分解作用以来，基于TiO2的光催化技术引起了研究者的极大关注［1］.TiO2是宽禁带氧化物半导体材料（禁带宽度为3.0～3.2eV），由于其太阳光利用率小（仅能吸收整个太阳光谱中不到5%的紫外光），因此大大限制了它的应用.为了改善TiO2光催化剂的光谱响应，提高光催化效率及光催化速度，学者们进行了很多相关的研究.研究［2－3］表明：掺铁可明显地提高光吸收及光催化效率，而且与样品的结构有密切的关系；掺杂0.07%（摩尔分数）铁的TiO2的光催化效率较高，并且锐钛矿型的催化效果一般要比金红石型的好.然而，这些研究仅仅是从TiO2的光响应……