Ce—TiO2粉体的结构与性能研究.pdf

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1、·78·材料导报2012年11月第26卷专辑20Ce—TiO2粉体的结构与性能研究段志刚，赵旭云，朱忠其(1西南林业大学理学院，昆明650224；2云南大学云南省高校纳米材料与技术重点实验室，昆明650091)摘要为了研究离子添加对Ti02粉体结构与性能的影响，采用Sol-gel法制备了Ce-TiO2粉体，在不同Ce浓度条件下，使用XRD、XPS、PL等仪器表征了样品的晶相、杂质能级、晶粒尺寸、电子一空穴对复合率等微观结构，并与光谱响应曲线、降解率等宏观性能相联系，阐述了微观结构与宏观性能的定量对应关系。结果表明：随着ce。。浓度的增加，样品结晶被阻碍

2、，能带间出现新能级且变强，晶粒尺寸先变小后变大，晶格缺陷增多导致电子一空穴对复合率存在极小值。晶相与杂质能级影响了光谱响应曲线，微观结构综合作用影响了Ce_Ti02对亚甲基蓝的降解率。研究结果为定量研究改性TiOz提供了实验依据。关键词CmTi02离子改性微观结构光催化性能中图分类号：0643文献标识码：AStudyontheStructureandPerformanceofCe-TiO2PowderDUANZhigang，ZHAOXuyun，ZHUZhongqi。(1DepartmentofPhysicsandMath，TheSouthwestFor

3、estryUniversity，Kunming650224；2YunnanKeyLaboratoryofNanomaterialsandNanotechnology，YunnanUniversity，Kunming650091)AbstractInordertoinvestigatetheinfluencesofadditiononthemicro—structureandmacr~performanceofTipowders，theCe-Ti()2compoundswithdifferentCe4concentrationswerepreparedb

4、ysol-gelmethod．Thecrys—talphase，impurityenergylevels，grainsize，andhole-electronrecombinationrateofCe-TiO2werecharacterizedbyXRD，XPS，andPLmeasurements．Theseobservationswerecombinedwiththemacro～performance，suchas1ightre—sponsecurve，photocatalyticdegradationrate，anddiscussedtherela

5、tionshipbetweenmicro-structureandmacrc~per—formance．TheresultssuggestthatwiththeincreasingofCe4。。concentration，thephasetransitionisprevented，theimpurityenergylevelsareformedandstrengthened，thegrainsizefirstlydecreasesandthenincreases，andthein—creaseof1atticedefectsleadstotheexis

6、tofminimumofhole-electronrecombinationrate．Therefore，thecrysta1phaseandimpurityenergylevelsimpactthelightresponsecurve，andthecombinationeffectsofmicro-structuredeterminethephotocatalyticdegradationrateofCe-TiOepowdersformethyleneblue．TheresultsprovideexperimentalbasisforfurtherT

7、i02modificationstudy．KeywordsCe-TiO2，ionmodification，microcosmicproperties，photocatalyticactivity近年来，半导体光催化技术处理有机染料废水成为研究元共掺杂TiO，样品的抗菌性能与降解有机物的效率均得到热点。TiO半导体光催化剂稳定性好，是光催化物质中最有很大提高，并实现了部分产品工业化]。近年来，离子掺杂／应用前景的体系之一，其降解原理为光生电子一空穴对氧化有复合改性Ti()2的研究已经取得了较大进展，但多数研究关机物，但TiO的禁带宽度为3．2eV，电子只

8、能被紫外光激注的是样品的制备及光催化性能表征，而添加离子对TiO。发，且光生电子一空穴对易复合