N、S共掺杂TiO2催化剂的制备及其光催化性能

邢锦娟，彭亮亮，冉林涛，钱建华，许家胜

(渤海大学，辽宁省功能化合物的合成与应用重点实验室，辽宁 锦州 121013)



N、S共掺杂TiO2催化剂的制备及其光催化性能

邢锦娟，彭亮亮，冉林涛，钱建华，许家胜

(渤海大学，辽宁省功能化合物的合成与应用重点实验室，辽宁 锦州 121013)

以硫脲作为N、S源，尿素作为水解调节剂，水热合成了N/S-TiO2催化剂。采用XRD、SEM、XPS等手段对产品进行了表征。产品分散后，以质量浓度为0.02 g·L-1的甲基橙水溶液为模拟污染物，采用UV-vis光谱，多点BET分析及光催化实验研究了所得产品的光催化活性效果。实验结果表明：S以+6价形式进入TiO2晶格取代Ti形成Ti-O-S键，N通过取代晶格中的O形成O-Ti-N键而改变了TiO2能带结构。当煅烧温度为500℃时，水热合成出的产品结晶度较高，粒径较小，约17nm左右。光催化活性实验结果表明：当紫外灯照射时间达到1.5h时，N/S-TiO2催化剂降解甲基橙溶液基本完成，脱色率达到96%以上。

TiO2； N； S； 光催化

1 引 言

TiO2作为目前研究最广泛的光催化剂，具有活性高、稳定性好和无毒、价廉等优点。但由于其较宽的带隙(锐钛矿为3.2eV)，只吸收λ<387nm的紫外光，太阳光谱中占绝大部分的可见光未能有效利用。因此，拓展TiO2光催化剂光谱响应范围，研制宽光域响应催化剂是国内外光催化领域研究的热点。

2001年，Asalli等[1]首次报道了氮掺杂可以使TiO2的带隙变窄，且不降低自身的紫外光活性，这掀起了非金属元素掺杂TiO2的研究热潮。非金属掺杂TiO2不仅可以获得可见光区的催化活性，并且也能够保持紫外光区的光催化活性[2]。目前已有文献报道F[3]、N[4-6]、C[7-8]、S[9]等对TiO2的掺杂改性，取得了一定的研究进展。近年来，非金属共掺杂中两种元素协同作用使得光催化活性得到了更大的提高，进而引起了人们很大的兴趣。……