贵金属修饰型TiO_2的催化活性及Fermi能级对其光催化性能的影响

摘要

采用自制纳米TiO_2粉末，以磷酸铝为粘结剂，制备了负载型TiO_2光催化剂。将Ag，Pt或Pd 3种金属的盐溶液滴涂在负载TiO_2的表面，从而得到修饰型负载光催化剂(M／TiO_2)。通过甲基橙溶液降解实验研究了贵金属的掺杂种类和含量对TiO_2光催化性能的影响。实验结果表明：适量掺杂Ag，Pt或Pd 3种金属粒子均可提高TiO_2的光催化活性，且3种金属粒子的最佳掺杂质量分数分别为0.5％，1.0％和1.0％。在最佳掺杂量时，Ag／TiO_2[ω(Ag)=0.5％]的光催化活性要高于Pt／TiO_2[ω(Pt)=1.0％]或Pd／TiO_2[ω(Pd)=1.0％]。另外，通过金属一半导体接触理论阐述了M／TiO_2的光催化机理，并通过Ag，Pt，Pd金属的Fermi能级的不同，解释了Ag／TiO_2，Pt／TiO_2和Pd／TiO_2 3种光催化剂催化性能的差别。