RE/TiO2光催化剂的谱学特性与气相光催化性能的研究

摘要

采用改进的sol-gel法和浸渍法制备了TiO2掺杂稀土离子La3+、Y3+、Gd3+、Er3+、Nd3+、Pr3+的RE/TiO2光催化剂,运用FTIR、XRD、TEM、低温氮吸附/脱附、TG/DTA、UV-Vis DRS、表面光电压谱(SPS)等进行表征,以气相光催化降解乙烯、溴代甲烷作为探针反应,阐明了RE/TiO2光催化剂的谱学特性与气相光催化性能的关系.结果显示,稀土离子掺杂后,TiO2的锐钛矿含量增加,比表面积增大,粒径变小,吸收边发生蓝移,表面光电压的响应阈值增大,此外,Pr3+除外的其它稀土离子掺杂的TiO2的表面光电压信号增强;光催化降解实验表明,与纯TiO2相比,La3+、Y3+、Gd3+、Er3+、Nd3+掺杂TiO2样品上乙烯、溴代甲烷的光催化活性均有不同程度的增强,而且表现出较强的矿化能力.但是,掺杂Pr3+的TiO2的光催化性能降低恰好对应较弱的表面光电压信号.所以,本文认为提高光生电子-空穴对的分离效率是改善光催化性能的关键因素.