提高二氧化钛光催化性能的途径
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适 的 晶组 相成 二氧 化钛 进行 催化 。 ２ 提 高二 氧化 钛光 催 化性 能的 途径 ２ ．１ 贵金 属 沉积 。半 导 体表 面皿 的贵 金 属 沉积 是 在 进 行二 氧
化钛 光催 化 的时候 ，常 用 的一种 催化 方式 ，它 能够 捕获 和激 发 电子 的有效 改 性方 法 。贵金 属在 半导 体表 面 上 的沉 积 是形 成 纳 米 级 的原 子 簇 ，它是 通过 改 变体 系 中的 电子分 布 实 现 对半 导 体 的修 饰 。 当二 者 接触 之后 ，电子从 费 米能 级较 高 的 ｎ型半 导 体 转移 到 费 米 能级 较 低 的贵 金属 ，直 到二 者 的费米 能 级相 同 ，形 成 能俘 获 激 发 电子 肖特 基 势垒 ，从 而实 现光 生 载流 子分 离 。贵 金 属 在 半 导体 表 面 的沉 积 可 以采 用 浸渍 还原 法 和光还 原法 等 进 行催 化 ，实 现 快速 催 化 ，它主 要 应 用于催 化 分解 二氯 化 酸 。 ２ ．２ 表 面光敏 化 。半 导体 表 面 光敏 化 是延 伸 其激 发 波 长 ，提 高太 阳光利 用 率 的重 要 途 径 。它 是 将 光 活 性 有 机 染 料 以 物 理 或 化
１ 影 响二 氧化 钛光 催化 性能 的 因素
学 吸 附 丁 ｝ 皇 导体 的表 面 ，从 而 有 效 地 扩 展 二 氧 化 钛 的 光 催 化 剂 ｌ ｌ Ｉ Baidu Nhomakorabea
见 Ⅸ 的光 谱 响 应 。常 用 的 光敏 催 化 剂有 赤 鲜 红 Ｂ、硫 闪等 。这 物 质在 町见光 下 具有 较 大 的激 发 因 子 。只 要 活 性 物 质 激 发 态 电 势 比二氧 化 钛导 带 更负 ，就 可 能将 光 生 电 子 输送 到 二 氧 化 钛 的 导 带 中， ’ 从 而扩 大激 发 波 长 的 范 围 ，因 为 ，在 进 行 光催 化 的 时 候 ，主 要 的能 ＿ 鲢来 源 就是 紫 外 线 光 源 ，波 长 范 同 扩 大 ，能 够 更 好 的 吸 收
境 ，提 升 生 活 品 质 。
关键 词 ：二 氧化 钛 ；光催 化性 能 ；途径
中图分 类号 ：Ｘ １ ２ ２
文 献标 志码 ：Ａ
文 章编 号 ：１ ６ ７ １ —１ ６ ０ ２（ ２ ０ １ ７ ）０ ７— ０ ０ ０ ７ 一 ｏ ｒ
目前 市场 上 有关 于二 氧化 钛 光催 化性 能 的 催化 方 法 有 许 多 ，比 如说 可 以直接 利 用太 阳光 、荧 光灯 等 含有 紫 外 线 的管 管 ，他 们 的性 价 比高 ，而且 比较 安全 ，但 是 ，在实 际的 操作 过程 中 ，还 存 在 有不 少 的问题 ，为 了更 好 的 提 升 二 氧 化 钛 的性 能 ，改 善 人们 的 生 活 环 境 。Ｙ ｉ ０ ２光催 化技 术 作为 一种 环境 友好 的 污染 治理 技 术 ，在 废 水废 气 净化 、抗 菌 环保 等领 域有 着广 泛 的应 用 前 景 。阻 碍其 应 用 的是 它 的大禁 带 宽度 （ Ｅ＝ ３ ．２ ｅ Ｖ ） ，不 能有 效地 利用 太 阳能 ，因此 研究 开 发 可见 光 响应 的 Ｔ ｉ ０ ２就成 为 当前 光催 化 剂 研 究 的 关键 课 题 。下 面 ， 笔 者将 对这 些 问题进 行 系统 的研 究 。
用这 种光 源 的时 候能 够持 久稳 定 的对 其 进行 控 制 ，但 是 在使 用 这 些 光源 的 时候 ，要想 更 好 的发 挥 其 作 用 ，维 护 和 运 行 的成 本 比 较 大 ， 这会 在一 定 程度 上限 制其 推广 应 用 。而 太 阳光 作 为光 源 则 能够 大
紫外 线 光 源 。 ２ ．３ 研 发稳 定 的 紫外线 光源 。紫 外线 是 二氧 化 钛 光催 化 的 重
１ ．１ 紫外 线来 源。二 氧化 钛成 功 完 成 催化 的一 种 熏要 物 质 就 是 紫外线 ， 目前 市场 上催 化二 氧化 钛 的紫 外 线来 源主 要 有 电光 源 和 太 阳光源 两 种不 同 的光源 系统 。 电光 源 的可 控 性 比较 强 ，人 们 在 使
幅度 的降低催化成本 ，但是太阳光的稳定性差 ，在生活中容易受到
地域 、时 间等 因素 的影 响和 限制 。 在 使用 紫外 线对 二 氧化 钛进 行光 催 化 的 时候 ，紫外 线 光 源需 要 满起 以下几 种条 件 ，波长 不能 小 于 ３ ８ ０ ｎ ｍ， ，因为 波 长过 短 ，可 能 无 法对 其 产生 强烈 的化 学 和生 物作 用 。其 次 ，光 源还 需 具 有 较高 的 电 光转 换 效率 和较 长 的使用 寿命 。所 以说 ，在 提 高二 氧 化钛 光 催 化 性 能 的时 候 ，紫外 线光 源是 一项 重要 的影 响 因素 。 １ ．２ 二氧 化钛 的 晶组相 成 。一 般 来说 ，我 们 日常 所 见 的二 氧 化钛 主 要是 以两 种形 式存 在 的 ，即锐 钛矿 相 和 金 红石 相 。不 同晶 相 的二 氧 化钛 光 催 化 性 能 差 别 自然 也 比较 大 。一 般 在 进 行 研 究 的 时 候 ，人 们 普遍 认 为锐钛 矿相 二氧 化 钛具 有 较 好 的催 化 效 果 ，ｉ １ １ 『 金 红 石相 二氧 化钛 的 硬 度 、折 射 率 等 都 比较 高 ， 因此 在 进 行 催 化 的 时 候 ，难 度 比较 大 。因此 ，在 进行 催化 的 时候 工 作 人 员必 须 要 选 择 合
２ ０ １ ７年 ７月
西 部 皮 革
化 工 与材 料
提 高 二 氧 化 钛 光 催 化 性 能 的 途 径
刘振兴
（ 陕西 国防工业 职 业技 术学 院化 学 ］ － 程 学 院 ，陕 西 西安 ７ １ ０ ３ ０ ０ ）
摘 要：二氧化钛是一种化学物质，它具有特殊的光催化性能。自１ ９ ７ ２年人们发现这种材料能够降解环境 中的有害有机物 生
成二 氧化碳 和 水 ，并且 能够 氧化 去 除大 气 申的低 浓度 的氮氧 化 物 和舍 硫化 合 物 等 有毒 气体 ，杀 菌 、除 臭之 后 ，有 关 于二 氧 化钛 的 研 究就 越 来越 多 了。本 文 ，将 对提 高二 氧化 钛催 化性 能 的几 种途 径进 行 研 究 ，以 求在 以后 的 生活 中更好 的 应 用这 种 物质 ，改善 环
化钛 光催 化 的时候 ，常 用 的一种 催化 方式 ，它 能够 捕获 和激 发 电子 的有效 改 性方 法 。贵金 属在 半导 体表 面 上 的沉 积 是形 成 纳 米 级 的原 子 簇 ，它是 通过 改 变体 系 中的 电子分 布 实 现 对半 导 体 的修 饰 。 当二 者 接触 之后 ，电子从 费 米能 级较 高 的 ｎ型半 导 体 转移 到 费 米 能级 较 低 的贵 金属 ，直 到二 者 的费米 能 级相 同 ，形 成 能俘 获 激 发 电子 肖特 基 势垒 ，从 而实 现光 生 载流 子分 离 。贵 金 属 在 半 导体 表 面 的沉 积 可 以采 用 浸渍 还原 法 和光还 原法 等 进 行催 化 ，实 现 快速 催 化 ，它主 要 应 用于催 化 分解 二氯 化 酸 。 ２ ．２ 表 面光敏 化 。半 导体 表 面 光敏 化 是延 伸 其激 发 波 长 ，提 高太 阳光利 用 率 的重 要 途 径 。它 是 将 光 活 性 有 机 染 料 以 物 理 或 化
１ 影 响二 氧化 钛光 催化 性能 的 因素
学 吸 附 丁 ｝ 皇 导体 的表 面 ，从 而 有 效 地 扩 展 二 氧 化 钛 的 光 催 化 剂 ｌ ｌ Ｉ Baidu Nhomakorabea
见 Ⅸ 的光 谱 响 应 。常 用 的 光敏 催 化 剂有 赤 鲜 红 Ｂ、硫 闪等 。这 物 质在 町见光 下 具有 较 大 的激 发 因 子 。只 要 活 性 物 质 激 发 态 电 势 比二氧 化 钛导 带 更负 ，就 可 能将 光 生 电 子 输送 到 二 氧 化 钛 的 导 带 中， ’ 从 而扩 大激 发 波 长 的 范 围 ，因 为 ，在 进 行 光催 化 的 时 候 ，主 要 的能 ＿ 鲢来 源 就是 紫 外 线 光 源 ，波 长 范 同 扩 大 ，能 够 更 好 的 吸 收
境 ，提 升 生 活 品 质 。
关键 词 ：二 氧化 钛 ；光催 化性 能 ；途径
中图分 类号 ：Ｘ １ ２ ２
文 献标 志码 ：Ａ
文 章编 号 ：１ ６ ７ １ —１ ６ ０ ２（ ２ ０ １ ７ ）０ ７— ０ ０ ０ ７ 一 ｏ ｒ
目前 市场 上 有关 于二 氧化 钛 光催 化性 能 的 催化 方 法 有 许 多 ，比 如说 可 以直接 利 用太 阳光 、荧 光灯 等 含有 紫 外 线 的管 管 ，他 们 的性 价 比高 ，而且 比较 安全 ，但 是 ，在实 际的 操作 过程 中 ，还 存 在 有不 少 的问题 ，为 了更 好 的 提 升 二 氧 化 钛 的性 能 ，改 善 人们 的 生 活 环 境 。Ｙ ｉ ０ ２光催 化技 术 作为 一种 环境 友好 的 污染 治理 技 术 ，在 废 水废 气 净化 、抗 菌 环保 等领 域有 着广 泛 的应 用 前 景 。阻 碍其 应 用 的是 它 的大禁 带 宽度 （ Ｅ＝ ３ ．２ ｅ Ｖ ） ，不 能有 效地 利用 太 阳能 ，因此 研究 开 发 可见 光 响应 的 Ｔ ｉ ０ ２就成 为 当前 光催 化 剂 研 究 的 关键 课 题 。下 面 ， 笔 者将 对这 些 问题进 行 系统 的研 究 。
用这 种光 源 的时 候能 够持 久稳 定 的对 其 进行 控 制 ，但 是 在使 用 这 些 光源 的 时候 ，要想 更 好 的发 挥 其 作 用 ，维 护 和 运 行 的成 本 比 较 大 ， 这会 在一 定 程度 上限 制其 推广 应 用 。而 太 阳光 作 为光 源 则 能够 大
紫外 线 光 源 。 ２ ．３ 研 发稳 定 的 紫外线 光源 。紫 外线 是 二氧 化 钛 光催 化 的 重
１ ．１ 紫外 线来 源。二 氧化 钛成 功 完 成 催化 的一 种 熏要 物 质 就 是 紫外线 ， 目前 市场 上催 化二 氧化 钛 的紫 外 线来 源主 要 有 电光 源 和 太 阳光源 两 种不 同 的光源 系统 。 电光 源 的可 控 性 比较 强 ，人 们 在 使
幅度 的降低催化成本 ，但是太阳光的稳定性差 ，在生活中容易受到
地域 、时 间等 因素 的影 响和 限制 。 在 使用 紫外 线对 二 氧化 钛进 行光 催 化 的 时候 ，紫外 线 光 源需 要 满起 以下几 种条 件 ，波长 不能 小 于 ３ ８ ０ ｎ ｍ， ，因为 波 长过 短 ，可 能 无 法对 其 产生 强烈 的化 学 和生 物作 用 。其 次 ，光 源还 需 具 有 较高 的 电 光转 换 效率 和较 长 的使用 寿命 。所 以说 ，在 提 高二 氧 化钛 光 催 化 性 能 的时 候 ，紫外 线光 源是 一项 重要 的影 响 因素 。 １ ．２ 二氧 化钛 的 晶组相 成 。一 般 来说 ，我 们 日常 所 见 的二 氧 化钛 主 要是 以两 种形 式存 在 的 ，即锐 钛矿 相 和 金 红石 相 。不 同晶 相 的二 氧 化钛 光 催 化 性 能 差 别 自然 也 比较 大 。一 般 在 进 行 研 究 的 时 候 ，人 们 普遍 认 为锐钛 矿相 二氧 化 钛具 有 较 好 的催 化 效 果 ，ｉ １ １ 『 金 红 石相 二氧 化钛 的 硬 度 、折 射 率 等 都 比较 高 ， 因此 在 进 行 催 化 的 时 候 ，难 度 比较 大 。因此 ，在 进行 催化 的 时候 工 作 人 员必 须 要 选 择 合
２ ０ １ ７年 ７月
西 部 皮 革
化 工 与材 料
提 高 二 氧 化 钛 光 催 化 性 能 的 途 径
刘振兴
（ 陕西 国防工业 职 业技 术学 院化 学 ］ － 程 学 院 ，陕 西 西安 ７ １ ０ ３ ０ ０ ）
摘 要：二氧化钛是一种化学物质，它具有特殊的光催化性能。自１ ９ ７ ２年人们发现这种材料能够降解环境 中的有害有机物 生
成二 氧化碳 和 水 ，并且 能够 氧化 去 除大 气 申的低 浓度 的氮氧 化 物 和舍 硫化 合 物 等 有毒 气体 ，杀 菌 、除 臭之 后 ，有 关 于二 氧 化钛 的 研 究就 越 来越 多 了。本 文 ，将 对提 高二 氧化 钛催 化性 能 的几 种途 径进 行 研 究 ，以 求在 以后 的 生活 中更好 的 应 用这 种 物质 ，改善 环