掺杂Ce的TiO_2纳米粒子的光致光及其光催化活性 |
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引用本文: | 井立强,孙晓君,蔡伟民,李晓倩,付宏刚,侯海鸽,范乃英.掺杂Ce的TiO_2纳米粒子的光致光及其光催化活性[J].化学学报,2003,61(8). |
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作者姓名: | 井立强 孙晓君 蔡伟民 李晓倩 付宏刚 侯海鸽 范乃英 |
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作者单位: | 黑龙江大学化学化工学院;哈尔滨工业大学环境科学与工程系 |
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摘 要: | 采用sol-gel法制备了纯的和掺杂不同量Ce的TiO_2纳米粒子,并利用XRD, TEM,BET,XPS和PL光谱对样品进行表征,主要考察焙烧温度和含量对掺杂Ce的 TiO_2纳米粒子性质以及光催化降解苯酚活性的影响,并探讨了Ce的掺杂对TiO_2相 变的作用机制以及PL光谱与光催化活性的关系,结果表明,掺杂的Ce~(4+)没有进 入到TiO_2晶格中,而是以小团簇的CeO_2化学态均匀地弥散在TiO_2纳米粒子中, 这可能导致了Ce的掺杂对TiO_2的相变有很大的抑制作用;Ce的掺杂没有引起新的 光致发光现象,而适量Ce的掺杂能够降低TiO_2纳米粒子PL光谱的强度,这是因为 掺杂的Ce~(4+)易于捕获光生电子而生成Ce~(3+);600℃处理的掺杂Ce的TiO_2纳米 粒子表现出较高的光催化活性,这说明600℃是比较合适的焙烧温度,而掺杂不同 量的Ce的TiO_2样品的光催化活性顺序是:3 mol%>4 mol%>2 mol%>5 mol%>1 mol%>0 mol%,这与它们的PL光谱强度的顺序是相反的,即PL光谱强度越低,其 光催化活性越高,这说明PL光谱与其光催化活性间有着必然的联系,这是因为掺杂 剂Ce~(4+)能够捕获光生电子,在光致发光过程中使PL光谱强度下降,而在光催化 反应过程中使有机污染物加快氧化。
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关 键 词: | 二氧化钛 纳米相材料 掺杂 铈 光催化 苯酚 溶胶-凝胶法 |
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