La掺杂对纳米TiO2薄膜晶体结构和光催化性能的影响

摘要

采用溶胶一凝胶法在玻璃表面制备La掺杂纳米TiO2薄膜;利用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其结构和形貌进行表征;通过对紫外光照射下亚甲基蓝溶液的光催化降解率评价其光催化性能;研究不同掺杂量、热处理温度以及pH值对La掺杂纳米TiO2薄膜光催化性能的影响,并对其光催化的影响机制进行探讨.研究结果表明:适量La掺杂能抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,引起晶格膨胀,导致晶格畸变;La掺杂使TiO2的吸收光谱发生红移,扩展TiO2的光谱吸收范围,有效地提高纳米TiO2薄膜的光催化性能,且光催化反应符合一级动力学方程:La掺杂量(摩尔分数)为0.5%的纳米TiO2薄膜在400℃热处理2 h后具有最大的光催化效率98.2%,其光催化效率比纯TiO2薄膜的光催化效率提高约40%.