提高纳米二氧化钛光催化性能改性方法的进展研究*

常 红，曹思颖，隋丽丽，张 俊，王小禾

(1 沈阳医学院公共卫生学院卫生检验与检疫2018级1班，辽宁 沈阳 110034；2 沈阳医学院药学院，辽宁 沈阳 110034)

二氧化钛是一种新兴的半导体质料，具有性质稳固、无毒，高催化活性的特征。研究表明，锐钛型纳米二氧化钛的禁带宽度为3.2 eV，在紫外光的激发下可产生光催化效应，在太阳光中，可见光的能量高达43%，而紫外光的能量仅仅占4%，因此，如何高效地利用太阳光制备可见光下可以利用的光催化材料成为人们研究的热点。纳米二氧化钛改良后在可见光下，甚至在室内的光源下就可以发挥光催化活性，目前关于提高纳米二氧化钛可见光光敏化的研究方法主要包括金属离子掺杂、非金属离子掺杂，贵金属沉积和复合半导体及离子注入等，本文就纳米二氧化钛在可见光化技术方面的改性方法进行系统的阐述[1-3]。

1 改性方法

1.1 非金属元素掺杂

非金属元素掺杂一般采用C、N、F、S和B等在元素周期表上O元素附近的非金属元素，这些非金属元素与TiO2中O的2p轨道能级相近，p轨道可与其杂化，使价带向上移动，禁带宽度变窄，进而能将光催化利用的光波长范围增加到可见光范围。二氧化钛经过非金属元素掺杂会在晶格中增加些许的氧空位，或少许的晶格氧空位被非金属元素代替，导致二氧化钛的禁带宽度变窄，由此增加光的应答区间，因此，非金属元素掺杂后的TiO2会发生一些性质的改变：(1)禁带宽度窄化，扩大了吸收光的波长范围，在400～500 nm处有较强吸收；……