Ce及N共掺杂改性TiO2光催化性能及Ce组分的作用.pdf

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1、第26卷第2期无机化学学报Vo1．26No．22010年2月CHINESEJ0URNALOFIN0RGANICCHEMISTRY203．210Ce及N共掺杂改性TiO2光催化性能及Ce组分的作用吴俊明王亚平杨汉培，范以宁2许波连21河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，河海大学环境科学与工程学院，“浅水湖泊综合治理与资源开发”教育部重点实验室，南京210098)(南京大学化学化工学院，介观化学教育部重点实验室，南京210093)摘要：以钛酸正丁酯、硝酸亚铈及氨水为前驱体运用溶胶一凝胶法对TiO，进行Ce及N单一和共掺杂改性．以甲基橙光催化降解为探针考察掺杂组分对催化剂的紫外

2、、可见光活性影响，观察到了Ce及N的单一掺杂及共掺杂催化剂紫外、可见光活性的明显提升。运用X射线衍射(XRD)、低温氮气吸附(BET)、紫外一可见漫反射吸收光谱(DRS1、程序升温氧脱附(TPD)和程序升温氧化(TPO)等表征手段从催化剂的晶体结构及形貌、比表面积、紫外及可见光响应特性、表面吸附氧量及吸附氧循环性能等方面尝试理解掺杂组分的光活性影响机制。实验结果表明掺杂改性催化剂中适量Ce组分的作用在于通过抑制催化剂的晶粒长大、团聚和锐钛结构向金红石结构的相转变．提高催化剂的光相应强度和拓展光响应范围．增加催化剂表面吸附氧容量和促进催化剂的表面氧循环，有效捕获光生载流子，衍生各类高活

3、性自由基物种和增大催化剂比表面积等方面增进催化剂的光催化性能关键词：二氧化钛；光催化；掺杂改性；铈；氮；中图分类号：0643文献标识码：A文章编号：1001．4861(2010)02—0203—08PhotocatalyticPropertiesandtheRoleofCeinCo-DopedTiO2withCeandNWUJun．MingWANGYa．PingYANGHan．PeiFANYi—NingXUB0．Lian(StateKeyLaboratoryofHydrology—WaterResourcesandHydraulicEngineering,CollegeofEnvir

4、onmentScienceandEngincenn~KeyLaboratoryofIntegratedRegulationandResourceDevelopmentonShallowLakes，nofEducation，HehaiUniversity,Nanjing210098)(2DepartmentofChem~tu,KeyLaboratoryofMesoscopicChemistryofMin~tuofEducation，NanjingUniversity,Nanjing210093)Abstract：Ceand／orNdopedTiO2catalystswereprepar

5、edbysol—gelprocesswithtetrabutyltitanate，ceriumnitrateandammoniaasrawmaterials．Thephotocatalyticactivityoftheas—preparedcatalystsunderbothultravioletandvisiblelightirradiationwasevaluatedbydegradationofmethylorange．SignificantimprovementofphotocatalyticactivitywereobservedbycodopingofTiO2withCe

6、andN．X—raydiffraction(XRD)，lowtemperatureN2adsorption(BET)，UV—Visdiffusereflectancespectroscopy(DRS)，temperatureprogrammeddesorptionofoxygen(TPD)，temperatureprogrammedoxidation(TPO)andtransmissionelectronmicroscope(TEM)methodswereemployedtocharacterizetheas—preparedphotocatalystsfortheelucidati

7、onofeffectsofcrystalstructureandsurfacemorphology，specificsurfacearea，opticalcharacteristicsandoxygenstorage／releasepropertiesofdopedcatalystonitsphotocatalyticperformance．IthasbeenshownthattheroleofproperamountofCeindopedcatalyst