形貌调控及掺杂改性对TiO2催化剂光催化性能的影响

为了改善TiO₂光催化活性，通过溶胶-凝胶法制备了介孔TiO₂、C/TiO₂、Nd/TiO₂和C/Nd/TiO₂,并以聚苯乙烯(PS)胶晶为模板剂制备了多级有序C/Nd/TiO₂催化剂。利用SEM、XRD、XPS、UV-Vis DRS和N₂吸附-脱附等表征手段对所制备的催化剂性能进行分析。在模拟可见光条件下研究了所制备催化剂材料对甲基橙溶液的光催化性能。结果表明，锐钛矿型多级有序C/Nd/TiO₂催化剂表面形貌排列整齐，内部具有交联的孔道结构，大孔形状表现出六边形结构，产生良好的开放性，较大的比表面积和孔容积为传质提供了较大的空间。非金属C和稀土金属Nd通过相互协同作用，使多级有序C/Nd/TiO₂的禁带宽度变窄，从而表现出良好的光催化活性，在光照210 min时，其光催化脱色率可达81.15%。