氟、硼共掺杂对纳米TiO_2能带结构与可见光光催化性能的影响

摘要

以钛酸四丁酯、氟化铵、硼酸为原料,采取改进的溶胶-凝胶法制备了氟、硼共掺杂的纳米二氧化钛粉体。XRD结果显示氟、硼共掺杂不仅可以抑制晶粒生长,还可以阻止锐钛矿相向金红石相的转变。当氟、硼物质的量比为5∶20时,其表现出更好的可见光响应。XPS结果表明:氟和硼分别和钛形成了F-Ti键和B-Ti键,它们的形成可提高价带中光生空穴的氧化能力和拉窄二氧化钛的带隙,从而提高了其可见光照射下的光催化活性。可见光照射下降解4-氯苯酚,结果表明:经600℃煅烧2h的样品,氟、硼物质的量比为5∶20,其降解率分别是单掺杂和纯二氧化钛的1.5到3倍。总有机碳(TOC)分析结果表明4-氯苯酚在可见光照射下被光催化剂有效地矿化。