掺V的TiO_2纳米粒子的制备和表征及其光催化性能

摘要

以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶-凝胶法制备了纯的和V掺杂的TiO2纳米粒子,并利用TG—DTA,XRD,TEM,XPS和UV—VIS光谱测试技术对样品进行了表征。结果表明:600℃焙烧的纯的和V掺杂的TiO2纳米粒子具有与国际通用的商品P-25型TiO2相类似的组成、结构、形貌和粒子尺寸;V的掺杂促进了TiO2纳米粒子由锐钛矿向金红石的转变,掺杂的V元素主要是以V5+形式存在,并且发现V在表面有偏析现象;另外可能有少部分V4+存在,替代了TiO2晶格中的Ti4+,形成了新相Ti1-xVxO2,从而使TiO2纳米粒子的光谱响应范围拓展至可见光区域;另外,在模拟太阳光下,以含酚水溶液中苯酚的光催化降解为模型反应,考察了Ti02纳米粒子的光催化活性和V的掺杂量对光催化活性的影响,结果表明:在实验条件下,掺杂V的摩尔分数为1％时,TiO2纳米粒子具有最佳的光催化活性。