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氮掺杂锐钛矿TiO_2光催化剂的制备和表征

程萍;邓长生;顾明元;戴遐明

  采用氨气氮化工艺制备了氮掺杂的TiO_2光催化剂,研究了氮化温度对光催化性能的影响。研究表明,在TiO_2中加入5%的SiO_2能够有效阻止TiO_2在NH_3中热处理时可能发生的锐钛矿相向金红石相的转变,并减缓比表面积降低;氮化后的TiO_2样品中N置换TiO_2晶格中的O原子形成O-Ti-N键,在TiO_2的禁带中形成了氮掺杂能级,从而使TiO_2的吸收边发生红移。在700℃的氨气流中氮化处理后的5%SiO_2/TiO_2样品,N元素含量为0.28wt%,能够吸收550nm以下的可见光,比表面积为129m~2/g,全为锐钛矿型TiO_2,表现出最佳可见光光催化性能。对10mg/L的甲基橙溶液,催化剂浓度为5g/L时,在λ>400nm的可见光下照射3h后降解率达62%。……