[定稿]文献综述例文

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1、河北科技师范学院本科毕业论文文献综述掺杂TiO2薄膜的制备及其光催化性能的研究院（系、部）名称：理化学院专业名称：化学学生姓名：简彩娣学生学号：1012070111指导教师：王月辉2011年3月15日河北科技师范学院教务处制半导体光催化技术是近30年发展起來的新兴研究领域，它具有工艺简单，能耗低,操作条件容易控制，降解物质彻底和无二次污染等特点，在今后的生产和生活中有着广阔的应用前景。在半导体光催化材料屮，TiO?以其良好的化学稳定性、抗磨损性、低成本、无毒等特点而成为最貝应用潜力的光催化剂。本文概括性

2、地介绍了半导体光催化理论，提高光催化性能的方法，并对TiO2薄膜的制备技术和方法进行比较，对其应用进行了展望。关键词：溶胶凝胶法；掺杂；TiCh薄膜；光催化活性英文摘要?英文关键词1前言近几十年來，由于环境污染和能源危机口趋严重⑴，人们为探索新型实用的环保处理技术和寻求新的能源进行了大量的研究。在多种光催化剂中，二氧化钛因其价廉、无毒、高稳定性和高活性而受到广泛关注⑵。它在太阳能储存与利用、光化学转换、废水处理（有机污染物以及无机离了的降解）、空气净化以及杀菌、贵金屈回收和防雾、£

3、洁表面等方面的广泛研

4、究和应用［3F而成为最具潜力的光催化剂。2未掺杂及掺杂TiO2的光催化机理2.1未掺杂TiO2的光催化的机理当TiO2光催化剂受到大于其禁带宽度能量的光子照射后，电子从价带跃迁导带，产生电了空穴对，电了具有还原性，空穴具有氧化性，空穴与TiO?表面吸附的OH反应生成氧化性很高的0H自由基，活泼的0H自由基可以把许多难降解的有机物氧化为CO?和水等无机物。另一方面，受光激发形成的空穴和电子易于复合，降低了光量子效率。因此缩短催化剂的禁带宽度使吸收光谱向可见光扩展⑻，及抑止光生电了与空穴的复合是提高太阳能利

5、用率的技术关键。2.2掺杂TiO2的光催化的机理金属离子掺入TiCh后，改变了其光催化性能。由此人们提出了很多掺朵机理模式。其中运用半导体缺陷理论，从能带结构及载流子的传递过程等角度来解释更能触及TiO2掺朵光催化的本质。Choi等〔9］从载流子（即电子与空穴），载流子的俘获与传递，及载流子的复合失活等几个方面研究了TiCh的掺杂机理，认为金属离子掺入TiO?后，改变了TiO2相应的能级结构。离了能级不仅可以接受TiO?价带上的激发电了，也可以吸收光了使电了跃迁到TiCh的导带上。由于掺朵能级处于禁带么

6、屮，使长波长光子也能被吸收，从而扩展了TiO2吸收光谱的范围。同时，TiCh导带上的电子和价带上的空穴，也能被杂质能级俘获,使电了和空穴分离，从而降低了电了空穴的复合几率，延长了载流了的寿命，使单位时间单位体积的电子和空穴的数量增多。载流子传递到界面发生氧化述原的机会也随Z增多，TiCh的光催化效率就提高了。当然，杂质离子也会成为电子空穴的复合中心，有不利于催化剂光催化活性的一面。3影响掺杂TiO2光催化活性的因素3.1晶体结构的影响3.1.1晶型的影响常用的TiO?光催化剂有两种晶型：锐钛矿型和金红石

7、型。由于两者单位晶胞的八面体畸变程度和八面体间相互联接的方式不同，与金红石型(禁带宽度为3.0eV)相比,锐钛矿型TiO?(禁带宽度为3.2eV)表面态活性中心较多，所以光催化活性更高。研究还发现锐钛矿与金红石的混晶(非机械混合)具有较高的催化活性U叭其原因在于锐钛矿晶体表面生长了薄的金红石结晶层，由于晶体结构的不同，能有效地促进锐钛矿晶体中的光生电子和空穴的分离。3.1.2晶格缺陷的影响当有微量杂质元素掺入晶体中时，可以形成杂质置换缺陷。置换缺陷的存在对催化剂活性起着重要作用。由于置换缺陷的存在，可产

8、生活性中心，使反应活性增加。但是有的缺陷也可能成为电了一空穴的复合中心而降低反应活性川2。3.1.3晶面的影响光催化剂不同晶面上粒子的排布不同，因而该晶面的光催化活性和选择性就会有很大的井异。己经证明，在二氧化钛表面，晶面(101)和(100)只吸附分了水，是表面轻基的来源。3.2粒径的影响当光催化材料的粒径与第一激发子的波尔半径大小相当，即光催化剂粒子粒径大小为1〜10nm时，可能出现量了效应。量了效应会使催化剂获得更大的电荷迁移速率，抑制电子和空穴在离子内部的复合，提高催化能力。粒径减小，催化剂粒子

9、的比表面积增大，电子和空穴的复合机率变小，光催化活性增大。3.3表面轻基的影响二氧化钛表面存在着两种类型的0M,在Ti(IV)上弱键结合的呈碱性，易被加热脱除，一般不会影响光催化活性，而桥连在两个相邻Ti(IV)离子上的为Bronsted酸屮心，对光催化活性有重要影响。研究表明，随着焙烧温度的提高，光催化剂表面OFT的密度迅速下降，光催化活性逐渐减弱。3.4半导体能带的影响半导体的能带位置和被吸附物质的还原屯势，决定了半导体光催化反应的能力