低量Yb3+掺杂的TiO2复合纳米粉体的制备及光催化活性

摘要

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和低量Yb3+(w=0.125%)掺杂的TiO2复合纳米粉体,采用XRD,BET,XPS,DRS和SPS等技术进行了表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性,探讨了低量Yb3+掺杂对TiO2纳米粒子光催化活性的影响机制.研究结果表明,0.125%Yb3+掺杂可以显著提高TiO2纳米粒子的光催化活性.低量Yb3+掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,阻碍TiO2晶粒的生长,改善粉体的表面织构特性,提高高温组织稳定性.XPS分析表明,Yb3+掺杂可以导致粉体的表面羟基含量增加.SPS分析表明,Yb3+掺杂能够抑制光生e-/h+复合,改善粒子表面的光吸收性能.与纯TiO2相比,Yb3+掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化活性的提高应归因于Yb3+掺杂抑制了e-/h+复合,增加了表面羟基含量,增大了比表面积,增强了样品表面的光吸收能力.