钽掺杂金红石型二氧化钛光催化分解水的析氧活性

摘要

以钛酸丁酯为原料,用低温超声水解方法合成不同Ta掺杂浓度的金红石型TiO2光催化剂,采用XRD、PL、DRS、BET等技术进行了催化剂表征.在光源为高压汞灯和氙灯、Fe3+为电子受体、悬浮液pH值为2.0的条件下,考察Ta掺杂对金红石型TiO2的光催化分解水析氧活性的影响.结果表明:Ta掺杂量(质量分数)在1.0%～5.0%范围时,Ta掺杂没有改变金红石型TiO2的晶型,表面形成氧空位,在导带底附近形成施主能级,有利于光生电子和空穴的分离,掺杂催化剂光致发光强度与其光催化析氧活性的变化趋势一致;当Ta掺杂量在1.0%时,掺杂催化剂的光催化分解水析氧活性最高,紫外光和可见光下光催化分解水的析氧速率分别为130.4和69.6 μmol/(L-h),比金红石型TiO2掺杂改性前的析氧速率分别提高14.6%和12.1%.