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1、------------------------------------------------------------------------------------------------复合氧化物光催化研究进展第15卷第4期化学研究与应用Vol.15,No.42003年8月ChemicalResearchandApplicationAug.,2003文章编号:100421656(2003)0420447204娄向东,赵晓华,成庆堂(河南师范大学化学与环境科学学院,河南省高校环境科学与工程重点学科开放实验室,河南新乡
2、 453002)摘要:综述了ABO3钙钛矿复合氧化物及以TiO2机理、光催化剂的应用,重点及发展方向。关键词:ABO3钙钛矿复合氧化物;含TiO2;中图分类号:TQ034,O634132 :A ],件下顺利进行而受到广泛关注,尤其在环境保护方面如净化空气,纯化废水等,具有突出的优点,有力的推动了人们在这方面的探讨。TiO2因其稳定的结构和光学性能及无毒等特点而受到较广泛的应用,但其对太阳能利用率不高,光催化效果不是太理想[2]。多年来,人们对ABO3钙钛矿型复合氧化物晶体结构、磁性、电导性、催化活性及气体敏感性等进行
3、了研究[226],使其在固体燃料电池、固体电解质、固定电阻器、气体传感器等方面得到应用。近来,傅希贤[2]、蒋正静[7]、古风才[8]等又发现其在降解染料废水方面具有优良的光催——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------化性能。同时,人们积极对TiO2进行改性,制备出复合半导体如TiO2/SnO2[9
4、]、TiO2/SiO2[10]、TiO2/ZrO2[11]、Ln2O3/TiO2[12]、TiO22Al2O3[13]等,利用能隙能量较高的eg和能量较低的t2g。当eg、t2g上的电子处于不饱和状态时,费米能级升高,电子逸出功小,容易被激发,催化活性较高[2]。在光催化剂ABO3钙钛矿存在的条件下,当适当波长的光照射水溶性染料的悬浮液时,光催化剂表面会产生电子2空穴对,空穴进一步和水作用产生活性较强的羟基自由基?OH,与吸附在催化剂表面的染料分子发生氧化还原反应,将其降解为无机小分子[15]。为了提高ABO3钙钛矿的光
5、催化性质,人们对其进行掺杂,由于掺杂加大了ABO3化合物的非化学计量比,而非化学计量性(氧空位)和催化反应物的吸附、氧化2还原作用及提高氧化物中组分的传递等都有密切关系,因而随掺杂量的增加,氧空位V0在逐渐增加,其光催化活性也随之提高[16];同时,对A位或B位进行适当掺杂,相当于在化合物能隙中插入了施主能级或受主能级,也就扩大了它的光吸收范围,增加了它的光催化活性[2]。白树林[17]等认为在ABO3复合氧化物钙钛矿中,当A位原子不变时,处于同一周期的B(B=Ti～Co)原子以及B位原子不变时,不同A(A=Ca,Cd,
6、Pb)位原子的原子序数增加,其相应的光催化活性增加,这与A和B原子的Allred2Rochow电负性值xAR增加,第三电离势增加,相应ABO3化合物的能隙(O22充满的2p带与邻近B原子未满时的3d带的能量差)减小相关联。不同但又相近的两种半导体之间光生载流子的输送与分离有效——————————————————————————————————————---------------------------------------------------------------------------------------
7、---------的提高催化剂的光催化活性[1,14]。1 光催化反应机理111 ABO3钙钛矿复合氧化物反应机理在ABO3钙钛矿氧化物中,过渡元素B离子位于氧八面体结构的中心,其5条简并轨道裂为收稿日期:2002208226;修回日期:2003201228基金项目:河南省自然科学基金资助项目(0211062500)?1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net448化学研究与应用
8、第15卷红M25B、活性翠蓝KGL等进行光催化降解,在一定条件下,光催化降解脱色率D(D=×Ao112 TiO2的复合半导体光催化反应机理TiO2复合半导体的光催化反应机理主要是利用能隙不同但又相近的半导体之间光生载流子的输送与分离,从而有效提高光催化活性。以均相沉淀法制备的复合粒子SnO22TiO2光催化降解偶氮染
