共掺杂型纳米二氧化钛光催化剂研究进展

徐乐 沈伯雄* 赵忠 苑鹏

（1. 河北工业大学能源与环境工程学院，天津 300401；2. 天津市清洁能源利用与污染物控制重点实验室，天津 300401）

1 引言

光催化降解挥发性有机气体是催化效率较高的技术之一。光催化技术能够利用光能进行污染物转化，污染物在光的作用下发生分解反应，从而达到降解污染物的目的［1-2］。目前二氧化钛作为一种廉价、无毒、节能、高效的光催化剂，受到社会各界的广泛关注，成为当前热门研究领域［3］。但二氧化钛自身存在禁带宽度大、可见光利用率低、仅能被紫外线激发、电子空穴复合速率高等局限性，极大限制了光催化反应进程。

目前提升二氧化钛光催化性能的主要途径有元素掺杂、表面贵金属沉积、染料光敏化及异质结复合技术［4］。这些改性处理方法可在不同程度上提高二氧化钛的光催化降解性能，但在可见光响应纳米二氧化钛光催化材料可控合成方面，主要以元素掺杂应用较为广泛。本文综述了不同离子间共掺杂在可见光响应方面和光催化活性下的催化效率进程以及相关应用进展，为工业开发提供针对性的选择。

2 不同离子间共掺杂催化效率及应用进展

2.1 金属与金属共掺杂

光催化领域中将金属元素引入二氧化钛半导体材料中，产生间隙掺杂，促进光催化过程中光生载流子的分离。在这种情况下，费米能级的平衡可以提高复合结构中界面电荷转移过程的效率，使得吸收波长红移，从而扩大可见光范围。……